伸缩臂局部稳定性研究

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汽车起重机是物料搬运的主要设备之一。汽车起重机伸缩臂结构复杂、作业工况繁多、局部作用突出,是典型的薄壁板壳结构,其局部稳定性是在设计过程中必需考虑的主要问题。在实际设计过程中,通常按规范规定的算法来计算伸缩臂的局部稳定性。规范中的计算方法所依据的模型是四边简支的矩形板,对于伸缩臂板与板之间的约束,引入板边弹性嵌固系数来考虑其影响。对于伸缩臂套接部分处滑块与板的接触对伸缩臂的局部稳定性所产生的影响在规范中并未考虑,所以有必要进一步研究,以便能更精确地确定臂架的局部稳定性。随着计算机技术的发展,有限元分析技术已在工程上得到了广泛的应用,可以实现结构的静力分析、屈曲分析、模态分析及谱分析等。采用有限元法分析伸缩臂的局部稳定性可以较全面的考虑相邻臂节间的滑块作用和同一臂节结构间的相互作用,得到更为符合实际的结果。进而提高伸缩臂材料的利用率,提高整机的设计质量。本文从研究汽车起重机矩形截面伸缩臂和六边形截面伸缩臂的结构及受载条件入手,基于伸缩臂滑块对板的局部稳定性作用,采用规范规定的算法和有限元法分别对其在不同工况下的局部稳定性进行计算分析。结果表明,加大滑块与板的接触宽度会提高其局部稳定性,其中矩形截面伸缩臂的局部稳定性可提高70%左右;六边形截面可提高40%左右。规范规定算法的分析结果接近于有限元法中滑块最不利接触条件下的分析结果。给出的分析方法也适用于其它截面形式伸缩臂的局部稳定性研究。
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