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箱型伸缩臂汽车起重机许用载荷分析

箱型伸缩臂汽车起重机许用载荷分析

作者：韦宏大连理工大学

学位级别：硕士

汽车起重机具有较小的结构尺寸,但是它的伸缩臂具有较大的起吊能力。在起吊的载荷小于许用载荷的前提下,它能够实现快速机动,而且可以通过伸展吊臂获得较长的作业距离或者作业高度,因此在路桥、化工企业、风电和建筑等工程领域中应用十... 详细信息

汽车起重机具有较小的结构尺寸,但是它的伸缩臂具有较大的起吊能力。在起吊的载荷小于许用载荷的前提下,它能够实现快速机动,而且可以通过伸展吊臂获得较长的作业距离或者作业高度,因此在路桥、化工企业、风电和建筑等工程领域中应用十分广泛。起重机的伸缩吊臂是以受弯为主的受到双向弯压组合作用的结构,有时候还要受到扭曲,因此其受力情况比较复杂。各节伸缩臂之间的搭接部分是嵌套伸缩臂的接触位置,其接触应力的分布状态非常复杂。在接触区域内塑性屈服变形是首要的考虑因素。箱型伸缩臂结构在很多的工程机械中有广泛的应用,快速准确的预先估计其许用载荷是设计过程中不可或缺的前提和基础。如果预先能使用某种方法对伸缩臂的临界载荷进行比较精确的估计,然后再使用ANSYS进行更精细的模拟,这能够节省大量的试算时间。基于此,本论文将从解析的思路出发,通过建立接触模型,对起重机伸缩臂的搭接段内滑块与局部盖板之间的接触进行分析,确定接触区域的局部盖板面的挠曲情况,由此进一步确定局部盖板面内的应力分布规律,最后对局部盖板进行了强度分析和稳定性分析,确定了起重机的许用载荷。此外,还使用ANSYS有限元软件对所建立的局部盖板模型进行了接触模拟,并将由解析法所求得的局部盖板面内的挠度值和Von Mises应力与ANSYS模拟得到的结果进行比较。本论文的具体研究内容如下：首先,在考虑伸缩臂自重时,推导了具有多节伸缩臂的起重机在各节伸缩臂横截面上的剪力和弯矩的递推公式。对于伸缩臂在做外伸运动或者回缩运动过程中,通过一个数值算例分析了滑块与局部盖板之间的接触力变化情况,并且对受到弯扭组合作用的伸缩臂横截面的强度做了理论分析。其次,本论文对汽车起重机的伸缩臂之间的接触问题进行了分析。通过引入薄板的相关理论知识,对滑块和伸缩臂局部盖板之间的接触区域的盖板建立了四边固支的局部盖板模型,使用对能量的虚变分原理确定了与滑块接触的盖板区域的挠曲面函数。进而由局部盖板的挠曲面函数导出了局部盖板内的应变、应力和内力。通过一个给定了各项参数的实例对伸缩臂盖板的局部接触区域进行了说明。再次,根据滑块与局部盖板接触区域内的应力函数推导了局部盖板内各坐标轴上Von Mises应力分布函数。对于所求得的局部盖板内的Von Mises应力函数,由数学方法确定了Von Mises应力函数沿坐标轴的分布规律,进而找出了基本臂的局部上侧盖板和第二节臂的局部下侧盖板内的最大Von Mises应力位置点,它们即为该盖板内最容易出现塑性屈服的危险位置点。并将计算所得的结果与ANSYS模拟的结果做了比较分析。然后,类似于四边固支的局部盖板模型,建立了一对边简支、另一对边固支的局部盖板模型。类似于四边固支的局部盖板模型的处理方法,求得了该局部盖板模型的挠曲面函数,并且由此确定了局部盖板面内沿各坐标轴的Von Mises应力分布规律和局部盖板内最大的Von Mises应力位置点。进一步将由计算求得的局部盖板的挠度和Mises心力分布与ANSYS有限元模拟的结果进行比较,分析了二者之差。结果表明第二种改进模型优于第一种模型。最后,分别根据基本臂局部上侧盖板内的危险位置点和第二节臂局部下侧盖板内的危险位置点的最大Von Mises应力与外载荷之间的函数关系,由第四强度理论可以各自确定一个起重机的最大起吊载荷,在这两个起吊载荷中的较小者即为该汽车起重机的许用载荷值。进一步对许用载荷作用下的伸缩臂局部下侧盖板的稳定性进行了分析,并且通过数值算例验证了在许用载荷作用下基本臂的下侧盖板满足稳定性的要求。由第二种模型确定的伸缩臂的许用载荷比第一种模型确定的许用载荷略微大一些,而且数值结果与ANSYS模拟的结果更加接近。此外,对于确定了伸缩臂横截面内侧尺寸的箱型伸缩臂起重机,还给出了四种提高起重机伸缩臂许用载荷的有效方法。通过使用文章中给出的这四种方法,可以在原来模型的基础上进一步提高起重机伸缩臂的承载能力。

关键词：起重机伸缩臂局部盖板 Von Mises应力最大应力位置点许用载荷

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许用载荷求解方法的优化

物理与工程 2011年第6期21卷 53-54,58页

作者：刘明超丁晓燕山东大学土建与水利学院山东济南250100 北京理工大学机电学院北京102400

计算方法的优化是人们对问题通过多途径分析,找到能使计算步骤简单,易于使结果准确的方法,在理论分析和工程实践中具有十分重要的意义.本文试图通过对一个实例的分析,提出一种优化材料许用载荷求解的方法,通过此方法可以减少工程中许用... 详细信息

计算方法的优化是人们对问题通过多途径分析,找到能使计算步骤简单,易于使结果准确的方法,在理论分析和工程实践中具有十分重要的意义.本文试图通过对一个实例的分析,提出一种优化材料许用载荷求解的方法,通过此方法可以减少工程中许用载荷计算的工作量,有助于提高计算效率.

关键词：许用载荷工程优化方法

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容器设计固化接管许用载荷计算方法研究

化工机械 2022年第1期49卷 110-116页

作者：孙浩中国原子能科学研究院

针对设计固化的容器,在力学模型上选取危险截面,通过沿截面壁厚方向设置所有节点路径,输出应力结果建立单位载荷下应力结果数据库,并创建接管载荷简化计算表,进而得到一种接管许用载荷简化计算方法。结合实际算例选取10组不同比例关系... 详细信息

针对设计固化的容器,在力学模型上选取危险截面,通过沿截面壁厚方向设置所有节点路径,输出应力结果建立单位载荷下应力结果数据库,并创建接管载荷简化计算表,进而得到一种接管许用载荷简化计算方法。结合实际算例选取10组不同比例关系的接管载荷,采用简化计算方法换算该容器固化后每组接管许用载荷值,并与有限元方法计算结果进行对比分析,最终论证简化计算方法的保守性。

关键词：容器接管路径许用载荷简化计算方法

基于薄板理论的箱型伸缩臂起重机许用载荷分析

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机械工程与自动化 2017年第1期 7-9,12页

作者：韦宏齐朝晖工业装备结构分析国家重点实验室大连理工大学工程力学系辽宁大连116024

利用薄板理论对起重机伸缩臂的局部接触区域盖板的挠曲情况和应力分布进行分析,运用解析的方法确定了与滑块接触的基本臂局部盖板和第二节臂局部盖板产生最大应力的位置,这不同于传统的梁模型只能求得梁横截面的应力而不能对接触区域的... 详细信息

利用薄板理论对起重机伸缩臂的局部接触区域盖板的挠曲情况和应力分布进行分析,运用解析的方法确定了与滑块接触的基本臂局部盖板和第二节臂局部盖板产生最大应力的位置,这不同于传统的梁模型只能求得梁横截面的应力而不能对接触区域的应力状态进行分析。并且使用第四强度准则对最大应力位置的Mises应力进行分析,进一步通过不等式关系确定了起重机伸缩臂起吊的许用载荷。最后通过数值算例验证了文中方法的可行性。

关键词：伸缩臂盖板许用载荷薄板理论

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有轨运行式起重机车轮许用载荷计算

机械管理开发 2024年第8期39卷 181-183页

作者：马强太原重工股份有限公司技术中心起重所山西太原030031

有轨运行式起重机车轮许用载荷都是按照GB/T 3811—2008《起重机设计规范》中给出的公式进行计算的,为了让从事起重机设计的专业人员更加深入理解计算公式,详细介绍了计算公式的整个推导过程,并根据铸造起重机大车运行机构的工作特点,... 详细信息

有轨运行式起重机车轮许用载荷都是按照GB/T 3811—2008《起重机设计规范》中给出的公式进行计算的,为了让从事起重机设计的专业人员更加深入理解计算公式,详细介绍了计算公式的整个推导过程,并根据铸造起重机大车运行机构的工作特点,提出一个简化后的计算公式,方便设计人员使用。

关键词：有轨运行起重机车轮许用载荷

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浅谈压力容器设备管口许用载荷问题

化工装备技术 2017年第3期38卷 40-43页

作者：张驰群中国寰球工程公司

论述了设定压力容器设备管口许用载荷数值的必要性及原则。对于一般的压力容器,根据以往的工程实践经验,推荐了接管许用载荷,包括力和弯矩系列数值,并对设备管口载荷引起的壳体局部应力的核算问题进行了讨论。

关键词：压力容器接管许用载荷法兰应力

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滚动轴承冲击载荷计算程序设计

机械 2009年第3期36卷 37-39页

作者：李文慧孔建益汤勃武汉科技大学机械自动化学院湖北武汉430081

在滚动轴承类型和型号的选择过程中,会经常出现所选用的轴承不能适用于实际的工作环境,其所受的冲击载荷超出了该轴承的许用载荷。深沟球轴承和圆锥滚子轴承应用广泛,以这两类滚动轴承为例,基于VB6.0软件开发了滚动轴承冲击载荷计算程序... 详细信息

在滚动轴承类型和型号的选择过程中,会经常出现所选用的轴承不能适用于实际的工作环境,其所受的冲击载荷超出了该轴承的许用载荷。深沟球轴承和圆锥滚子轴承应用广泛,以这两类滚动轴承为例,基于VB6.0软件开发了滚动轴承冲击载荷计算程序,实现了对滚动轴承冲击载荷的计算,并且将其值与对应轴承型号的许用载荷进行校核,对提高滚动轴承的冲击载荷计算的效率、精度、可靠性及滚动轴承选型的合理性具有重要意义。

关键词：滚动轴承 VisualBasic 冲击载荷许用载荷

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HSK工具系统的力学模型及其应用

农业机械学报 2003年第4期34卷 105-108页

作者：王树林王贵成梁彦学赵海波江苏大学机械工程学院成都工具研究所

在对 HSK工具系统的结构进行分析的基础上 ,建立了 HSK工具系统的力学模型。利用该模型 ,计算了许用承载 ,分析了实验结果 ,讨论了影响 HSK工具系统精度、刚度的关键制造技术以及使用中应该注意的问题 ,提出了以动刚度特性确定 HSK工具... 详细信息

在对 HSK工具系统的结构进行分析的基础上 ,建立了 HSK工具系统的力学模型。利用该模型 ,计算了许用承载 ,分析了实验结果 ,讨论了影响 HSK工具系统精度、刚度的关键制造技术以及使用中应该注意的问题 ,提出了以动刚度特性确定 HSK工具系统许用承载的观点。理论分析与实验结果的一致性表明建立的力学模型是合理的。

关键词： HSK工具系统力学模型应用动刚度特性许用载荷

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含局部减薄缺陷压力管道承载能力研究

机械设计与制造 2020年第3期 224-228页

作者：代巧彭剑刘浩浩江苏理工学院机械工程学院江苏常州213001 常州大学机械工程学院江苏常州213164 江苏省绿色过程装备重点实验室江苏常州213164

局部减薄缺陷会降低压力管道的承载能力,影响管道的安全运行。通过应力强度评定、极限载荷分析及安全评定标准三方面对含局部减薄缺陷压力管道的承载能力进行系统研究,研究了缺陷尺寸(缺陷相对轴向长度,缺陷相对环向角度,缺陷相对深度)... 详细信息

局部减薄缺陷会降低压力管道的承载能力,影响管道的安全运行。通过应力强度评定、极限载荷分析及安全评定标准三方面对含局部减薄缺陷压力管道的承载能力进行系统研究,研究了缺陷尺寸(缺陷相对轴向长度,缺陷相对环向角度,缺陷相对深度)对许用载荷、极限载荷和安全评定载荷的影响规律。结果表明,在内压作用下,缺陷相对深度对管道的承载能力影响最大,缺陷相对轴向长度次之,缺陷相对环向角度的影响最小。对比分析发现许用载荷和安全评定载荷基本吻合,极限载荷值高于许用载荷值34.92%左右;许用载荷与安全评定载荷的比值会在一定范围内波动,存在缺陷尺寸相关性;极限载荷值与许用载荷值的比值和局部减薄缺陷的尺寸无关。相对于极限载荷,许用载荷、安全评定载荷是安全的,符合工程应用的要求。

关键词：局部减薄缺陷压力管道承载能力许用载荷极限载荷安全评定载荷