伴随着建筑施工、电力建设、军工以及航空航天等领域对整体吊装作业的要求,起重机臂架朝着大型化、高耸化、轻柔化和复杂化方向发展。为进一步增加起升高度和作业幅度,起重机臂架的结构形式也由单一臂架形式逐步发展为复杂的组合臂架形式,如风力发电设备安装时使用的全地面起重机臂架是一种典型的组合臂架结构。组合臂架作为全地面起重机重要的承载部件,其动态特性能决定着全地面起重机整机的性能。为提高工作效率,起重机经常会进行起升、回转、变幅三种基本运动之间的复合运动,为能真实反映出臂架复合运动过程中的实际工作状态,必须对臂架系统进行动态特性研究。因此,对全地面起重机组合臂架的复合运动进行动态特性研究有着重要的理论和工程实际意义。本文以典型全地面起重机的组合臂架为研究对象,根据多体系统动力学理论,结合等效惯性矩法,采用APDL语言对组合臂架进行建模,分析组合臂架复合运动的动态特性,主要研究内容如下:(1)以典型全地面起重机的组合臂架为原型,根据等效惯性矩法,将起重机组合臂架中的格构式构件等效成实腹式构件;在简化后模型的基础上提取建模过程中需要的数据,讨论组合臂架的单元及单元连接问题,最后以APDL语言对组合臂架进行建模。(2)以多体动力学软件ADAMS为平台,对全地面起重机组合臂架进行刚体建模,并在此基础上进行变幅与回转两种复合运动的动力学仿真分析,并获取组合臂架的位移、速度和力的响应结果。(3)利用有限元软件ANSYS的APDL语言,建立全地面起重机组合臂架变幅与回转运动同时进行的瞬态动力学分析模型,分析组合臂架前八阶固有频率和振型,为组合臂架的动力学分析奠定基础。研究柔性组合臂架在变幅和回转复合运动状态下的动态响应,并将柔性动态响应结果与刚体动力学分析结果相比较。研究结果表明:基于APDL语言建模可实现不同工况、不同型号的全地面起重机组合臂架复合运动的动态特性仿真分析,有效提高了组合臂架动力学分析的效率;同时组合臂架复合运动的动态特性仿真分析真实的反映了臂架的运动状态,能为全地面起重机组合臂架结构设计计算和优化分析提供必要的技术支持。