基于FEM的臂架穩(wěn)定性快速算法研究.pdf

1、桁架式臂架廣泛應(yīng)用于大型工程機(jī)械設(shè)備，在其設(shè)計(jì)工作中，臂架穩(wěn)定性問題是極為重要且計(jì)算難度較高的部分。以履帶起重機(jī)為例，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是建立臂架系統(tǒng)復(fù)雜桁架式有限元模型進(jìn)行分析計(jì)算，但這適用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案以及具體參數(shù)確定以后。而在履帶起重機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期，由于具體結(jié)構(gòu)參數(shù)不確定，無法快速建立臂架系統(tǒng)復(fù)雜桁架式有限元模型。除此之外，在桁架臂起重機(jī)計(jì)算工況繁多，計(jì)算工作繁瑣，為提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)精度，需要建立快捷而又相對準(zhǔn)確的簡化模型。
　

2、　基于以上背景，本文以履帶起重機(jī)為例，對桁架式起重機(jī)臂架系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行深入探討與研究，提出能夠?qū)崿F(xiàn)臂架穩(wěn)定性參數(shù)化、自動化以及連續(xù)化計(jì)算的快速算法和系統(tǒng)。
　　為較好的實(shí)現(xiàn)臂架系統(tǒng)整體穩(wěn)定性算法，本文分析了臂架工作原理及載荷條件，抽象出穩(wěn)定性計(jì)算力學(xué)模型，并結(jié)合現(xiàn)有的穩(wěn)定性分析方法的不足，提出研究基于FEM的臂架穩(wěn)定性算法的必要性。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期，為快速計(jì)算出臂架穩(wěn)定性結(jié)果，可建立實(shí)腹式梁模型以實(shí)現(xiàn)快速建模，這存在桁架結(jié)構(gòu)與實(shí)腹式

3、梁結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換與等效問題。實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化，可采用慣性矩等效的方法，為保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確，對原有的慣性矩等效方法進(jìn)行修正，變截面桁架臂部分采用多段階梯柱的等效方法進(jìn)行等效，避免相對理想化的變截面系數(shù)μ2對計(jì)算結(jié)果的精度影響，并通過算例驗(yàn)證修正后等效方法的合理性與可行性。依據(jù)該等效方法，劃分臂架系統(tǒng)結(jié)點(diǎn)和單元，建立實(shí)腹式梁有限元模型，并結(jié)合有限元屈曲理論，實(shí)現(xiàn)基于FEM的臂架穩(wěn)定性快速算法。為充分提高設(shè)計(jì)效率，本文構(gòu)建了臂架系統(tǒng)參數(shù)化、自動化以