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箱型伸缩臂是全地面起重机吊装时重要的受力构件,随着全地面起重机臂架细长化轻量化的快速发展和起重量的日益提高,臂架在作业时发生的非线性变形尤为明显。在重物刚被起升至完全离开接触面的上升阶段,主臂受力加剧而产生过大的非线性变形直接造成了臂头前伸,工作幅度增加。在吊重离开接触面的瞬间,由于吊重钢丝绳与竖直方向存在一个正向偏角,导致吊重会出现向前摆动的现象。在臂架卸载的下落阶段,卷扬的放绳使重物与卸放位置进一步接触,臂架受力减少,非线性的变形逐渐回弹,进而造成臂头后移,钢丝绳与竖直方向产生负向偏角,导致重物在接触地面过程中可能会出现向后滑动的现象。在实际工程中,为了防止这样情况的出现,往往是操作工人据其经验,同时调节变幅液压缸和起升卷扬,使重物可以竖直平稳离地和落地。本文围绕着某500t全地面起重机的伸缩臂非线性变形展开的主要研究如下:(1)介绍了全地面起重机在吊装重载时发生非线性变形的相关研究,阐述了吊重在起落接触面过程中发生偏摆与滑动的原因;(2)针对箱型伸缩臂非线性变形位移的数值方法进行了研究。计入了轴向载荷的二阶效应对伸缩臂架几何非线性的影响,对单节臂架挠度变形与载荷的关系进行了数学描述,并对解析式中的超越方程进行Taylor展开,大幅简化了解析式。之后利用坐标变换法对全臂架挠度变形列出了平衡方程,推导出全臂架末端非线性变形横纵向位移与载荷的关系,并通过ANSYS仿真验证了结论的精确性;(3)进一步讨论了非线性变形对全地面起重机工作幅度的影响,并针对工作幅度的变化,提出了两种补偿策略,一种是预先设置变幅液压缸的伸缩长度并直接起升,另一种是预先设置钢丝绳与竖直方向的夹角,并针对重物在臂架加载和卸载过程中发现滑动的临界条件进行了推导;(4)针对协调策略中的变幅液压缸伸缩长度和钢丝绳预偏角大小,构建了基于BP神经网络的起升下落变幅策略中关键参数的预测模型。实验结果表明,本文提出的神经网络模型的预测精度高,计算速度快,为实际工程中重物快速地竖直起落地提供了一种新方法。