履带式起重机折线式臂架结构承载能力

履带式起重机的折线式臂架是典型的细长框架结构,臂架结构的稳定性是系统起重性能一个重要依据。以每个臂节为单位对臂架结构划分多个子结构,建立随子结构一起运动的随动坐标系。通过自由度凝聚,将子结构的内部位移凝聚到边界端面上。基于共旋坐标法,推导子结构单元的广义节点内力。考虑到臂架结构受到的机构约束和重物提升方式,给出由于机构位移和吊重附加在臂架结构上的广义节点外力及其对结构位移和机构位移的导数。对含载荷参数的臂架结构节点力平衡方程求导,得到一组微分方程,通过求解微分方程并结合失稳判断准则可以得到臂架结构的失稳载荷。通过数值算例,说明该方法在快速求解履带式起重机折线式臂架结构的失稳载荷方面具有很好的速度和精度。

80吨履带起重机桁架式臂架系统的有限元分析

履带起重机的臂架是由钢管焊接而成的大型空间超静定桁架结构,工程中常使用有限元法来进行设计计算,然而由于钢丝滑轮系统难以模拟,计算时仅取臂架本身作为计算模型,其他结构对臂架的作用难以完全等效,不能完全模拟臂架的实际受载状态。针对上述问题,本文以Ansys CAE软件为平台,建立了臂架系统整体有限元分析模型,在应力分析的基础上,提出了强度、刚度及稳定性评定方案,据此对该履带起重机的臂架进行评定。

应用Ansys计算履带起重机臂架弹性稳定性的简化模型

针对履带起重机臂架在有限元软件Ansys中建模繁琐的问题,提出了将臂架的空间桁架结构简化为梁结构的简化算法。分析一般简化算法与复杂算法所得的结果误差,确定产生误差的主要原因即是简化算法中不容忽视的因素,并进行改进。实例证明,所提出的计算方法的结果更接近于复杂算法,表明了该方法的准确性与合理性。

履带式起重机臂架用HSM770无缝钢管的开发

目前我国起重机臂架用高强度钢管仍然全部依赖进口。介绍了湖南衡阳钢管(集团)有限公司开发履带式起重机臂架用HSM770无缝钢管的情况。检验结果表明,开发的履带式起重机臂架用HSM770无缝钢管的力学性能能够满足使用要求,经济效益良好。

履带起重机桁架臂结构的薄弱杆件分析

为确定履带起重机桁架臂结构的薄弱杆件及杆件失效模式,首次将二分法与有限元软件二次开发技术相结合,给出一种确定薄弱杆件的简单有效的方法,并对桁架臂的薄弱杆件进行分析。首先,建立桁架臂的有限元参数化模型,利用二分法思想,通过不断迭代加载来改变作用在桁架臂上的载荷大小。其次,对桁架臂进行有限元分析,并提取每次加载后所有杆件的计算结果。最后,检查每根杆件的承载状态,直至桁架臂结构中某根杆件达到临界状态,从而确定出臂架结构的薄弱杆件。通过两个算例分析表明:理论分析结果与实际试验结果一致,验证了方法的可行性和有效性;压弯杆件是桁架臂的薄弱杆件,其失效模式为压弯失稳,在校核压杆稳定性时应该考虑杆件端部弯矩的影响。本文为桁架臂薄弱杆件分析和结构局部加强设计提供一定参考。

100t伸缩臂履带式起重机臂架结构设计和优化分析

为确保100 t伸缩臂履带式起重机臂架结构设计的合理性,采用壳单元建立该起重机的有限元模型,用ANSYS计算臂架结构应力和应变,得到臂架的应力和应变分布,验证臂架的强度和稳定性.在起重机性能满足要求的情况下,以减轻结构自重为优化目标,以截面尺寸为优化设计变量,用ANSYS对臂架进行优化设计.优化设计后的臂架满足设计规范,臂架截面尺寸缩小、自重降低,整机性能得到提高.

履带式起重机臂架用890 MPa级钢管热处理性能探讨

对履带式起重机臂架用890 MPa级钢管冲击韧性偏低的原因进行了分析,发现回火索氏体中存在大块贝氏体异常组织。在实验室模拟并探索钢管的热处理工艺,经过一系列研究发现,钢管的初次淬火和回火存在不充分性。经过试验,成品钢管的热处理工艺为:930℃,保温82min,640℃下回火保温215min;在这种热处理条件下,材料可获得较好的力学性能。

300t履带起重机臂架应力分析与测试

履带起重机臂架是重要的承载构件,变截面处承受轴向载荷和弯矩引起较大应力,在长期使用过程中易存在开裂的可能。为深入了解工作状态中臂架结构实际受力情况和应力分布规律,对300 t履带起重机的标准型主臂进行实车应力测试,获取典型工况下危险截面测点应力值。根据该起重机的常用载荷工况,采用非线性计算方法对不同工况下的起重臂架进行有限元分析,通过对结果分析,确定顶节、标准节、底节附近的3个危险截面,汇总各工况下3个危险截面上4根弦杆的最大应力,分析应力分布变化趋势。由此确定测点布置,并根据规范,制定臂架应力测试的试验方案,通过获得的静态和动态测试的应力数据,与有限元结果对比,表明了有限元模型的有效性。

履带起重机桁架臂破坏性试验及理论分析

针对履带起重机起臂工况,选取其中9 m臂节进行破坏性试验,并通过理论分析破坏的原因。由此建立臂节的有限元模型,分析位移与应力的分布特点及稳定性,阐述受力机理。通过对比,理论分析的失稳结果与试验结果基本吻合,表明模型和分析的正确性。进一步分析了各腹杆失稳的因素,给出了理论分析与试验结果细微差异的原因。为后续臂架实际使用和检测工作提供了数据支持。

履带起重机起臂过程动力学分析

基于有限元分析技术,建立臂架的有限元模型,在ANSYS软件中对履带起重机的起臂过程进行动力学分析.用LINK180单元模拟变幅拉板,利用其在温度载荷下的变形特性,通过设置相关的线性热膨胀系数和温度载荷,使单元长度匀速缩短,带动臂头,完成起臂控制.以位移约束的方法代替常规载荷约束的方法,解决了起臂过程模拟中,由于拉板力大小和方向随时间不断变化,无法定义载荷步的问题.ANSYS软件结构动力学分析模块中含有瞬态分析模块,可对履带起重机起臂的动态过程进行模拟和有限元分析,为实际的履带起重机起臂调试过程提供参考.

伸缩臂履带起重机直线行驶工况下臂架应力状态分析

基于多软件集成的方法,采用刚柔耦合的建模理论建立伸缩臂履带起重机的动力学虚拟样机模型,分别研究不同带载比例和不同启动、制动加速度工况下臂架应力的变化规律、影响因素及其冲击系数的大小.结果表明:在伸缩臂履带起重机带载直线行驶过程中,引起臂架应力变化的主要原因是吊重的摆动,履带车辆的多边形效应是次要原因;在启动过程中臂架的应力变化不大,在制动过程中臂架的应力变化最大,且带载比例越大,制动时间越短,冲击越明显.

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。

履带起重机组合臂架双重非线性稳定性分析

以750 t履带起重机为例,应用Ansys对超起工况的组合臂架进行双重非线性稳定性计算。通过对单主臂模型、单副臂模型与组合臂模型的载荷-位移曲线对比分析,深入研究双重非线性对组合臂架整体稳定性的影响。改变组合臂中主臂或副臂的长度,探究臂架长度对组合臂稳定性的影响。计算结果表明,组合臂的双重非线性比组合中的单主臂和单副臂的表现更明显,组合臂中的副臂对整体稳定性影响比主臂更大。

TZC1350履带起重机塔臂结构系统研究

大型履带起重机是一种重要的起重运输机械,开发研制拥有自主知识产权的起重机设备对提升企业竞争力具有重要意义。文中研究了TZC1350履带起重机塔臂结构,分别对塔臂的载荷、临界力以及稳定性进行了讨论,给出载荷和临界力的计算公式。并通过有限元分析讨论塔臂的应力和位移分布情况,为TZC1350履带起重机的结构设计提供理论支持和设计数据。

初始几何缺陷对履带起重机桁架臂临界失稳载荷影响分析

针对履带起重机桁架臂初始几何缺陷对其承载能力影响问题,对相关规范和企业标准进行统计整理,将初始几何缺陷分为两类:臂节几何缺陷和臂节组装产生的几何缺陷。对一致缺陷模态法进行改进,在线性屈曲分析的基础上,考虑了缺陷分布的随机性,建立了模态参与系数的概率模型,提出了多阶模态随机耦合法模拟臂节几何缺陷,并采用等效载荷法模拟臂节组装产生的几何缺陷。算例分析表明,理想臂架的临界失稳载荷为392 t,本文所提方法模拟臂架几何缺陷所得最不利临界失稳载荷为361 t,相比降低了7.9%;考虑前四阶单阶模态作为臂节几何缺陷所得最不利临界失稳载荷为368 t。综合上述结果,本文所提几何缺陷模拟方法可以模拟出最不利的缺陷,并且获得最不利缺陷分布下的临界失稳载荷,为桁架臂初始几何缺陷模拟提供一些借鉴和参考。

带腰绳臂架的挠曲线分析

大吨位履带起重机为了解决长臂架系统在起臂以及大幅度工况下臂架挠度过大的问题,同时增强臂架的稳定性,在臂架系统中加入了腰绳辅助装置.结合弹性稳定理论对带腰绳臂架系统进行非线性分析,推导出变截面臂架系统的挠曲线公式,能够快速计算出任意长度腰绳在任意位置时臂架的挠曲线,简化了腰绳装置的设计.

基于区间分析的履带起重机结构非概率可靠性研究

臂架结构作为履带起重机的重要部件,其结构的强度、刚度和稳定性决定了整个起重机的安全性和使用性能。为了预测履带起重机臂架结构的可靠度,采用区间非概率研究履带起重机的可靠性,只需知道不确定参量的界限而不需知道其分布情况,就能求出各功能函数的可靠性指标;将履带起重机臂架的额定起重量、起升载荷偏摆角度、起升冲击系数等不确定参量看成区间变量,建立了以臂架强度、刚度、整体稳定性为失效模式的可靠性分析模型;将区间变量标准化,在标准化区间变量的扩展空间中,按无穷范数度量从坐标原点到失效面的最短距离,以此来判断结构的非概率可靠度。最后,用该模型对现有某型号履带起重机臂架进行了可靠性分析,结果表明,用该方法得到的履带起重机区间非概率可靠度η〉1,符合实际情况。

基于区间非概率起重机臂架可靠性方法及主要因素影响分析

传统的可靠性模型需要大量的试验数据来描述不确定性参数的分布函数和隶属函数,但由于起重机生产批量、试验成本等多方面因素的限制,对于同一工作环境的起重机来说,可供参考的数据较少。因此,针对小样本的不确定性参数信息量不足的问题,开展有限样本条件下的履带起重机非概率可靠性研究。首先,确定了臂架结构强度、刚度和稳定性可靠性计算准则;其次,以可靠性计算准则为基础,结合区间非概率理论,将履带起重机臂架的额定起重量、起升载荷偏摆角度、起升冲击系数等不确定参数看作区间变量,建立了臂架结构的非概率可靠性模型。该模型仅需知道不确定参数的上下界而无需知道其分布规律,便可求解臂架结构可靠性。最后,通过工程算例验证了该模型的正确性,并进一步分析了臂架类起重机结构的起重量和轴向力变化对非概率可靠性结果的影响。结果表明,用该方法得到的履带起重机区间非概率可靠度大于1,符合实际情况。因此,采用区间非概率模型研究结构的可靠性,既降低了试验成本,也提高了计算的效率。该可靠性模型意义明确,具有很好的经济价值和社会价值,是对传统可靠性模型的补充。

伸缩臂履带起重机回转时臂架应力状态分析

伸缩臂履带起重机在回转过程中,由于吊重的摆动,回转产生的离心力以及起停时产生的惯性力,会产生附加的冲击载荷,从而影响臂架的应力状态。通过建立刚柔耦合的整机动力学模型,在RecurDyn里面对伸缩臂履带起重机的回转过程进行动力学仿真,得到回转加速度和质量对臂架应力状态的影响,为起重机设计提供依据。

履带起重机臂架侧向稳定性影响因素分析

臂架作为履带起重机的主要承载部件,其侧向稳定性是设计过程中要重点关注的性能指标。文中以350 t履带起重机臂架为研究对象,通过分析不同侧载系数、支承刚度和拉板形式下的臂架应力,得到三种因素对臂架侧向稳定性的影响规律,为臂架设计提供参考。