折臂式舉高消防車臂架系統(tǒng)振動特性研究.pdf

1、作為搶險救援設(shè)備，與高空作業(yè)車在結(jié)構(gòu)設(shè)計以及部分關(guān)鍵技術(shù)上存在相同點的舉高消防車在城市消防、救援領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。城市建筑高度的增加導(dǎo)致舉高消防車舉升高度的需求不斷提升，大高度舉高消防車臂架系統(tǒng)多采用折疊臂形式，控制其末端平臺工作過程中的動響應(yīng)是提高舉高消防車使用性能的重要途徑，而臂架系統(tǒng)振動特性方程求解是研究此類問題的基礎(chǔ)。
　　本文以百米級舉高消防車折臂式臂架系統(tǒng)為研究對象，結(jié)合雙連桿柔性臂架動力學(xué)研究成果和振動力學(xué)相關(guān)理

2、論，分析了變截面折臂式臂架系統(tǒng)的振動特性，為大高度折臂式舉高消防車的末端平臺振動抑制提供了理論準(zhǔn)備。論文主要的內(nèi)容和工作如下:
　　(1)基于Hamilton原理，從臂架系統(tǒng)能量的角度推導(dǎo)了等截面一號臂架和二號臂架的振動微分方程和邊界條件。借助振動力學(xué)求解均質(zhì)梁橫向彎曲振動的思路和方法，得到了等截面一號臂架和二號臂架各階振型函數(shù)曲線和對應(yīng)的固有頻率，并在各自主坐標(biāo)系下分別描述了一號臂架和二號臂架的振動微分方程的解?？紤]一號臂架和二

3、號臂架的前兩階振型函數(shù)，給出了各自解在Simulink中狀態(tài)空間方程的具體形式。
　　(2)考慮一號臂架和二號臂架的伸縮臂架結(jié)構(gòu)形式，推導(dǎo)了一號變截面臂架和二號變截面臂架全伸狀態(tài)下的振動微分方程和邊界條件。借助軟件Mathematica對一號變截面臂架和二號變截面臂架的振型函數(shù)進(jìn)行求解，并得到了各自前三階振型函數(shù)曲線和對應(yīng)的固有頻率。根據(jù)證明的各自振型函數(shù)正交性關(guān)系，給出了一號變截面臂架和二號變截面臂架在各自主坐標(biāo)下的表達(dá)形式。<

4、br>　　(3)分析變截面折臂式臂架系統(tǒng)的振動特性。以一號變截面臂架末端動撓度和二號變截面臂架末端動撓度、角位移、線速度以及線加速度為研究標(biāo)量，通過改變Simulink狀態(tài)空間方程中的變量和輸入信號，分別得出了一號變截面臂架固定仰角、線密度、抗彎剛度，二號變截面臂架仰角變化、線密度、抗彎剛度和末端平臺質(zhì)量以及水炮外載荷對一號臂架和二號臂架振動特性的影響規(guī)律。
　　(4)影響二號臂架末端振動特性的主要因素是外載荷激勵和二號臂架的變幅