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起重機變幅柔性構件非線性分析

發布時間:2015-03-09

深入研究了柔性構件的懸垂特性;根據懸鏈曲線理論,提出了單梁起重機變幅系統柔性構件的非線性計算方法,并分析了柔性構件自身特性及外界因素對其內力和自重垂度的影響,為合理選擇柔性構件提供了理論依據。

關鍵詞單梁起重機,柔性構件,非線性分析代考慮動載系數的起重載荷片考慮起升沖擊的臂架質量凡起升繩拉力九起升繩與臂架夾角。

它的設計直接影響到與之關聯的結構與機構的設計,進而影響整機的起重性能。

由于柔性和自重垂度的影響,拉索和變幅繩在作業時并不是一條直線,而是形成一條下凹的曲線,即懸鏈線這種自重垂度對其內力以及相關構件的影響較大,但是傳統設計中不予考慮,造成較為嚴重的后果。

因此分析了電動葫蘆柔性構件的工作機理,根據懸鏈線理論提出了起重機變幅系統柔性構件的非線性計算方法,并作了柔性構件自身的特性及其他因素對其影響的分析。

變幅柔性構件懸鏈線方程變幅柔性構件一般多指拉索和變幅鋼絲繩,它們的連接方式如圖拉索分別與臂架和變幅滑輪組鉸接,變幅繩通過滑輪組與人字架頂點連接。

由于自重,變幅繩和拉索出現懸垂現象。

加之滑輪組自重,加重拉索和變幅繩的整體懸垂。

拉索和變幅繩均可看作懸鏈線的一部分,滿足懸鏈線方程,在兩懸鏈線交匯處,即變幅滑輪組處兩懸鏈線內力與滑輪組自重平衡。

由此,可以建立懸鏈線方程和力平衡方程。單位長度重量為考慮拉索接頭的重量變幅系統為雙聯卷筒,倍率為變幅繩直徑2,單位長度重量變幅滑輪組重人字架頂點與臂架較大高度差通過方程組解得的計算結果與比較見表計算結果與比較幾一最大撓度比兒礴最大撓度低甩忍注不考慮拉索懸鏈線情況的單根拉索力幾考慮拉索懸鏈線情況,單根拉索與臂架變幅滑輪組鉸接鉸接的兩端點力玩高出的百分比引不考慮懸鏈線情況的變幅單繩力幾考慮懸鏈線情況,變幅單繩與拉索人字架鉸接的兩端點力場bl高出的百分比。

計算結果表明,拉索和變幅繩的自重對其內力變柔性構件的自重垂度同時影響到相關構件的化影響不大,但由于自重引起的撓度,使得拉索與臂受力。

表列出了相應工況下相關構件計算結果與比架夾角減小,進而增加了拉索與臂架鉸接的端點力,較。

結果表明,電動葫蘆起重機各構件力在柔性構件自重垂度影響下變幅繩拉力也隨之增加,比不考慮自重垂度均增大有所增加,比不考慮自重垂度均增加20以上。

表起衡工況相關構件受力數據比較項目未考慮柔性構件自重垂度考慮柔性構件自重垂度后者高出前者的百分比影響的數值影響的數值(臂架人字架前撐桿人字架后拉板柔性構件自重垂度不但對其內力和相關構件有較大的影響,其自身特性及外界因素對內力和撓度也有一定的影響。

仍以該工況為例,只改變拉索單位長度重量,拉索力和最大撓度均隨之增加而增大。

例如單位重量增加30拉索力和撓度將分別增加和只改變拉索的長度,拉索力隨之增加而減小,拉索撓度卻有所增加。

例如拉索長度增加30拉索最大撓度增加拉索力降低實際起臂過程中,臂架頭部難免有附加載荷。

只改變附加載荷,拉索力勢必隨之增加而增大,拉索長度不變,撓度因而有所減小。

例如外載荷由增加到時,即增加拉索力增加了撓度降低了只改變集中荷重,拉索力隨之增加而增大,撓度有所減小,但兩者的變化不明顯。

例如集中荷重增加拉索力僅增加了最大撓度降低了結束語綜上所述,變幅柔性構件的非線性對構件自身及相關構件的受力都具有較大的影響,而且柔性構件的自身特性與外界因素其內力和垂度也有一定的影響。

因此要合理選擇拉索的型號規格,協調拉索與其相關構件間的幾何關系,將更有利于構件受力及整機性能。

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