焊接残余应力对实腹式伸缩臂架稳定性影响

焊接过程中不均匀的温度场导致焊缝周围存在较高的残余应力,残余应力的存在可能会影响结构的承载能力。针对移动式起重机中实腹式伸缩臂架在制造过程中所产生的焊接残余应力,文中以某汽车起重机U形伸缩臂架为研究对象,使用热-弹-塑性法和固有应变法对焊接残余应力进行模拟,得到了残余应力分布情况,并对2种方法的结果进行分析对比;将残余应力结果导入臂架模型中,采用一致缺陷模态法对臂架初始缺陷进行模拟,并进行非线性稳定性分析。结果表明:残余应力的存在对臂架临界屈曲载荷削弱了6.63%。

螺旋卸船机颗粒回流分析

为了研究螺旋卸船机在不同倾角下输送物料时颗粒在螺旋槽中的回流问题,文中通过离散元对物料输送过程进行模拟,分析颗粒的运动状态、波动程度和回流情况以及不同几何参数和物理参数对颗粒回流的影响。结果表明:螺旋转速对物料在螺旋槽中的波动程度与螺旋卸船机的倾角相关,螺旋转速的选取应与倾斜角度相匹配以达到降低回流率的目的;增加进料量和减小螺距均可减小颗粒的回流率但不会降低发生回流现象的频率;无论改变螺旋转速、进料量还是螺距,颗粒在稳定输送时间内回流率对主流量影响较小,故回流现象不会影响卸船机的输送效率。

基于小波阈值降噪EMD-AR谱分析和极限学习机的滚动轴承故障诊断

针对传统的滚动轴承故障诊断中,振动特征易受冗余噪声干扰,且不能对故障特征准确分类的问题,提出1种基于小波降噪、EMD-AR谱分析和ELM(极限学习机)的滚动轴承故障诊断的方法。对滚动轴承振动信号首先进行小波阈值降噪处理,随后将降噪后的一维信号进行EMD分解并提取其前6个IMF分量,将前6个IMF分量的AR谱累加得到降噪后振动信号的EMDAR谱,可从谱中看出轴承不同的故障情况来作为先验诊断。最后提取降噪后信号的6个特征值作为样本,为避免实验的偶然性,建立基于K折交叉验证ELM分类诊断模型。诊断结果表明,该方法能对轴承故障情况进行清楚分类,分类精度最高可达100%,可对轴承故障诊断提供新的方法。

改进模糊PID控制算法的起重机吊重消摆及行车定位控制系统

对于起重机在吊装作业时产生的负载摇摆以及行车定位问题,利用Lagrange方程建立了吊重系统模型,提出了一种在线自动整定比例因子的自适应比例因子模糊PID控制方法,在Simulink仿真平台上分别设计了PID控制,模糊PID控制和自适应比例因子模糊PID控制系统,同时采用LQR控制方法进行对比。通过设置对比实验和鲁棒性实验,实验结果表明,所设计的控制系统对摆角的抑制能力相比于LQR控制、PID控制以及模糊PID控制系统,分别提高了40.3%、24.4%、4.5%,且在其控制下的起重机小车可实现零超调量下的平稳定位。

起重机n阶伸缩臂架稳定性的递推公式及数值解法

基于纵横弯曲理论建立了n阶伸缩臂阶梯柱的微分方程组,并利用数学归纳法推导出n阶阶梯柱压杆稳定性的递推公式。针对递推公式中的超越方程,结合结构受力特征,列写补充方程,使用Levenberg-Marquardt数值最优化算法求解了具有n个未知数的超越方程组。利用此算法求解出的长度系数与GB/T3811—2008中的结果和ANSYS 17.0结果进行对比,结果表明,此算法的精度优于其他算法的精度,并且长度系数具有一定的非线性,因此在实用过程中,小范围内的线性插值是可行的。对于大截面的阶梯柱,使用线性插值计算,临界力的误差较大。

Influence of Section Size of Telescopic Boom on Stability

The telescopic boom is the main bearing force component of the crane.The rationality of the design will directly affect the performance of the machine and safety.The telescopic boom is a typical thin-walled plate and shell structure.Its main form of damage is the occurrence of buckling,resulting in decreased carrying capacity,or even a security incident.In order to meet the lifting weight and height,to ensure the stability of the telescopic boom has become a major problem of the designer.There are many factors that affect the critical load of the telescopic boom,including support method,inertia moment,length and material.When the support mode,material and length are determined,the maximum factor affecting the buckling critical load is the inertia moment.In this paper,the influence of the section size on the buckling critical load of the telescopic boom is analyzed by using the inertia moment of section method ande finite element method.And the sensitivity analysis is carried out on this basis.The results of the analysis can provide designers with design reference basis.Then a reasonable cross-sectional size can be used to improve the buckling resistance capacity of the telescopic boom.

超起装置对伸缩臂屈曲分析的影响

基于ANSYS Workbench平台,对超起装置及其部分几何参数对伸缩臂的屈曲临界吊重影响进行研究。发现超起装置安装位置合理,超起撑杆展开适当角度将大幅度提升伸缩臂的临界吊重,相反也可能成为一种载荷导致临界吊重下降。临界吊重随着超起撑杆夹角φ增大先增大后减小。临界吊重随着超起撑杆长度H的增大先有一个略微减小的趋势,然后迅速增大,当超起撑杆长度H达到某长度时继续增大H值对临界吊重提升不再明显。临界吊重随着超起撑杆与伸缩臂的铰接点到基本臂根部的距离L增大而增大,说明将超起撑杆安装在基本臂靠近末端最有利。

基于冲击脉冲法的齿轮箱轴承故障诊断

齿轮箱作为机械设备中的关键部件,其安全服役性能评估及寿命预测环节是非常重要的。因此,设计了一套基于冲击脉冲法的齿轮箱轴承故障检测系统。探究了检测系统的设计原理,并进行硬件选型(如NI四通道数据采集卡、加速度传感器等)、软件模块设计(如数据采集模块、分析和处理模块等)。根据车间现场条件制定齿轮箱轴承跑合检测试验方案,分别测试了不同返修级别(4级修、5级修)的齿轮箱轴承。对检测结果进行分析,表明:所设计的齿轮箱轴承检测系统能够实现对不同返修级别的齿轮箱轴承系统进行故障状态甄别,具有较高的稳定性,可为初步判定不同返修级别的齿轮箱轴承中磨损程度或故障状态提供数据支撑。

截面尺寸对伸缩臂屈曲失稳性能的影响

伸缩臂作为起重机的主要承载受力构件,其设计是否合理,直接影响整机的起重性能与安全.伸缩臂架为典型的薄壁板壳结构,破坏形式主要以发生屈曲导致承载能力下降,甚至发生安全事故.为满足起升重量和起升高度,保证伸缩臂的稳定性,已成为设计者需主要解决的问题.影响伸缩臂屈曲临界载荷的因素很多,包括支撑方式、截面惯性矩、长度以及材料等,而当支撑方式、材料、长度确定时,对屈曲临界载荷影响最大的因素是截面惯性矩.通过分析截面尺寸对截面惯性矩的影响,进而可以分析出截面尺寸对伸缩臂屈曲临界载荷的影响.针对伸缩臂抗屈曲失稳能力,采用理论结合有限单元分析法,以U型截面为例,分析了截面尺寸对伸缩臂屈曲失稳性能的影响,为设计者提供了一定的设计参考依据.采用合理的截面尺寸,提高了伸缩臂的抗屈曲能力.其他形式截面可借鉴同样的方法进行分析.

基于整体稳定性的全地面起重机偏心调整架与超起装置的相互关系

大型全地面起重机在超高的起升高度下作业时,臂架系统的稳定性成为决定其起吊能力的关键因素,安装偏心调整架及超起装置有助于提升臂架系统的稳定性。为了达到最佳的增幅效果,研究偏心调整架与超起装置的相互关系具有重要意义。以500 t全地面起重机塔式副臂超起组合臂架系统为研究对象,在考虑吊重、自重、偏载、风载荷与起升绳力共同作用时,采用ANSYS软件对其进行特征值屈曲分析与几何非线性屈曲分析,在此基础上研究了偏心调整架的撑杆长度、张开角度、变幅角度与超起装置的撑杆长度、张开角度、变幅角度之间的组合关系对组合臂架系统整体稳定性的影响规律,得到偏心调整架与超起装置最佳的参数组合,为工程实际提供参考。

履带起重机主臂风场流固耦合分析

文中合理简化QUY220型履带起重机桁架臂主臂模型,建立主臂结构的流体风场模型和固体计算模型,选择78.16°变幅和吊载130.6 t工况进行分析,得到了流体风场主臂结构的表面压力和速度。利用Workbench将表面压力、速度等参数传递到固体计算模型中,实现主臂结构的单向流固耦合数值分析,提取位移,应力等参数,研究15.5 m/s、28.3 m/s、55 m/s的风载荷对主臂的影响。依据理论和起重机设计规范计算主臂表面的风压和流速,将计算结果与CFX模拟的结果进行比较,发现相对误差最大为0.019873,可用此方法来模拟桁架臂主臂不同风速下的风压,进行更准确的桁架臂主臂结构设计。起重机在不大于28.3 m/s风速下作业,由风速引起的位移占比较小,偏于安全。非工作状态下,随着风速增高由风速引起的位移在总位移中占比提升较快。风速引起的倾覆力矩逐渐增大。在设计桁架臂主臂时应该考虑顺风向风载荷对整机倾覆的影响以及横风向对主臂稳定性的影响。

偏心调整架对组合臂架系统整体稳定性的影响

大吨位全地面起重机在超大起升高度下作业时会在连接架位置安装偏心调整架,用来改善伸缩臂架的受力情况,提高臂架的稳定性。以500 t全地面起重机塔式副臂超起组合臂架系统为研究对象,基于Ansys平台,分析安装偏心调整架对组合臂架系统整体稳定性的影响,研究偏心调整架关键参数对组合臂架系统临界屈曲吊载的影响规律。结果表明:安装偏心调整架能有效提高塔式副臂超起组合臂架系统的整体稳定性,在选定的工况下,偏心调整架的关键参数有一组最优值,使臂架系统的临界屈曲吊载最大。

超起装置对起重机伸缩臂的稳定性影响

以带超起装置的伸缩臂架为研究对象,进行了去超起装置的模型简化,发现了超起装置的铰接位置、超起撑杆的长度以及超起撑杆夹角都会对伸缩臂的稳定性产生影响.采用有限单元法对超起装置的几何参数对伸缩臂稳定性的影响进行了研究.研究结果表明:临界吊载先随着超起撑杆夹角的增大而增大,当超起撑杆夹角φ达到某一值时,继续增大φ值临界吊载将会减小.临界吊载随着超起撑杆长度的增大先迅速增大,当超起撑杆长度H达到某一长度时,继续增大H值临界吊载将会下降.临界吊载随着超起装置在基本臂上的铰接比μ的增大而增大,说明将超起装置安装在基本臂靠近末端最有利.

基于VB和Ansys的伸缩臂稳定性计算平台开发

以轮式起重机伸缩臂的稳定性为研究对象,基于VB对Ansys进行了二次开发,研制出计算伸缩臂稳定性平台,并运用该平台对实例进行验算,验证了该平台的有效性和实用性。该平台可为大型或超大型伸缩臂的设计提供便捷,提高了伸缩臂稳定性的计算效率,具有一定的工程应用价值。通过实例验算发现如果超起拉索张紧力不变,超起装置对伸缩臂的稳定性提升效果会随着伸缩臂的伸长而减弱,因而在进行吊装作业时超起拉索张紧力需根据工况而进行变动。

考虑凹坑缺陷的全地面起重机伸缩臂架结构稳定性研究

在实际生产条件下,凹坑缺陷在内的各种缺陷会对臂架结构的承载力和稳定性产生十分重要的影响。因此借鉴单点扰动载荷法(SPLA)和多点扰动载荷法(MPLA)的思想,将凹坑缺陷引入全地面起重机伸缩臂架结构稳定性分析中,以分析凹坑缺陷对臂架稳定性的影响。结合ABAQUS和Python,先在臂架模型上创建不同位置的单点凹坑缺陷,再对其进行非线性屈曲分析,得到臂架稳定性受其不同位置影响的规律。多点凹坑缺陷的研究步骤相同,最后得到其不同个数和组合方式对臂架临界屈曲载荷的影响关系。

螺旋输送机叶片母线DEM-FEM设计研究

针对垂直螺旋输送机在输送矿粉时,螺旋叶片母线函数设计缺乏理论依据的问题进行了研究。以输送效率、最大变形量、应力分布作为结构是否合理的评价标准。采用单质点理论对新型螺旋叶片进行了初步的设计,并且提出了一种基于颗粒孔隙率用于评估EDEM周期性模型精确度的算法。建立EDEM模型并对其进行了仿真计算,与单质点理论计算结果相比较,结果表明单质点理论仅能大致表现颗粒运动变化趋势,难以准确地反映实际运动变化状况;并对45%填充率、1200 r/min工况下的垂直螺旋输送机进行了DEM-FEM联合仿真分析,发现在垂直螺旋输送机中倾斜直母线型螺旋叶片最大应力载荷与最大变形量显著小于传统的水平直母线型螺旋叶片,为之后的垂直螺旋输送机的叶片结构设计提供参考。