畢業(yè)論文--基于ansys的橋梁檢測(cè)車(chē)檢測(cè)臂有限元分析

1、<p>　　2011 屆 工程力學(xué) 系</p><p>　　專(zhuān) 業(yè) 工程力學(xué) </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　完成日期 2010年6月7

2、日</p><p><b>　　畢業(yè)論文任務(wù)書(shū)</b></p><p><b>　　畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著我國(guó)公路橋梁事業(yè)的發(fā)展，新建高速公路及橋梁越來(lái)越多．同時(shí)既有的許多橋梁進(jìn)入了養(yǎng)護(hù)維修階段，有關(guān)專(zhuān)家

3、認(rèn)為橋梁使用25年則進(jìn)入老化期，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)橋梁總數(shù)的40％已經(jīng)屬于此范疇，均屬老齡橋梁．而且隨著時(shí)間的推移，其數(shù)量還還在增長(zhǎng)。近20年來(lái)，隨著橋梁檢測(cè)事業(yè)的飛速發(fā)展，新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)；同時(shí)橋梁結(jié)構(gòu)的使用荷載日益增大，大批既有橋梁進(jìn)入老齡化期，為了確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)營(yíng)，對(duì)橋梁檢測(cè)工作提出了更高的要求，橋梁檢測(cè)工作亦有此愈發(fā)顯得重要。另一方面，隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，測(cè)試技術(shù)、分析手段也取得了長(zhǎng)足進(jìn)展。&

4、lt;/p><p>　　為了分析檢測(cè)臂的結(jié)構(gòu)性能，用ANSYS 對(duì)檢測(cè)臂進(jìn)行了有限元分析，通過(guò)分析檢測(cè)臂受力及位移變化情況來(lái)驗(yàn)證檢測(cè)臂結(jié)構(gòu)安全性。同時(shí)對(duì)檢測(cè)臂進(jìn)行了模態(tài)分析，測(cè)出了其固有頻率和結(jié)構(gòu)振型，為檢測(cè)車(chē)工作時(shí)的穩(wěn)定性要求提供了參考。</p><p>　　關(guān)鍵字：橋梁檢測(cè)車(chē) ANSYS 有限元分析</p><p><b>　　Abstract</b

5、></p><p>　　With the development of highway bridges，more and more highways and bridges have been built recently. At the same time many of the existing bridges have came into the stage of maintaining and re

6、pairing. Experts believe that the bridges enter the aging period when they are used for more than 25 years. According to the statistics, aging bridges have accounted for 40% of the total bridges in our country. And over

7、time, their number is also still growing. With the rapid development of the enterprise </p><p>　　In order to analyze the structural properties of detection arm, finite element analysis of the detection arm i

8、scarried out by using ANSYS. By analyzing the force and displacement variation of detection arm, its structural securityis verified. Meanwhile, the modal analysis is used to test the detection arm's natural frequency

9、 and structural vibration modes, which provides a reference for the stability test of the bridge inspection vehicle.</p><p>　　Key words： bridge Inspection car ANSYS finite element analysis</p><p

10、><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 研究的目的和意義1</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外橋梁檢測(cè)的發(fā)展歷史和特點(diǎn)1</p><p>　　1.2.1橋梁檢測(cè)的發(fā)展歷史1</p><p>

11、;　　1.2.2橋梁檢測(cè)車(chē)的特點(diǎn)4</p><p>　　1.2.3 橋梁檢測(cè)車(chē)的發(fā)展6</p><p>　　1.3 橋梁檢測(cè)車(chē)臂研究方法7</p><p>　　1.3.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀8</p><p>　　1.3.2 有限元軟件ANSYS工程應(yīng)用9</p><p>　　1.3.3 本文主要研究?jī)?nèi)容1

12、0</p><p>　　第2章 建立橋梁檢測(cè)車(chē)檢測(cè)臂模型12</p><p>　　2.1 讀圖12</p><p>　　2.2單元介紹13</p><p>　　2.2.1 BEAM188單元描述13</p><p>　　2.2.2 輸入數(shù)據(jù)14</p><p>　　2.2.3 BA

13、EM188單元信息15</p><p>　　2.2.4 BEAM188單元輸出數(shù)據(jù)16</p><p>　　2.3 開(kāi)始建模18</p><p>　　2.3.1 材料性質(zhì)20</p><p>　　2.3.2 施加約束20</p><p>　　第3章 橋梁檢測(cè)車(chē)檢測(cè)臂的靜力學(xué)分析22</p>

14、<p>　　3.1 靜載荷簡(jiǎn)述22</p><p>　　3.2分析加載23</p><p>　　3.2.1檢測(cè)臂的應(yīng)力分析23</p><p>　　3.2.2檢測(cè)臂的位移分析28</p><p>　　第4章 橋梁檢測(cè)車(chē)檢測(cè)臂的動(dòng)力特性分析34</p><p>　　4.1 動(dòng)力特性分析目的34&

15、lt;/p><p>　　4.2 分析方法34</p><p>　　4.2.1 模態(tài)分析理論34</p><p>　　4.2.2 利用ANSYS進(jìn)行模態(tài)分析35</p><p>　　第5章 結(jié)論和展望39</p><p><b>　　致謝40</b></p><p&

16、gt;<b>　　參考文獻(xiàn)41</b></p><p>　　附錄A 英文原文42</p><p>　　附錄B 英文翻譯50</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 研究的目的和意義</p><p>　　橋梁檢測(cè)車(chē)是一種適用于大型

17、或特大型的公路橋、城市高架橋 特路橋 公鐵兩用橋的預(yù)防性檢查作業(yè)的專(zhuān)用車(chē)輛，主要用于橋梁的流動(dòng)檢測(cè)及維修作業(yè)。檢測(cè)臂是橋梁檢測(cè)車(chē)的重要組成部分，因此對(duì)檢測(cè)臂進(jìn)行力學(xué)分析具有重要的意義[1]。橋梁檢測(cè)車(chē)(或稱(chēng)橋梁檢測(cè)維修車(chē)，Bridge-inspect Vehicle)是指裝備有橋梁檢測(cè)儀器和工作臺(tái)，用于流動(dòng)檢測(cè)和維修作業(yè)的專(zhuān)用汽車(chē)。它由汽車(chē)底盤(pán)和上部工作裝置2部分組成。橋梁檢測(cè)車(chē)最早出現(xiàn)在歐美，現(xiàn)在的裝備技術(shù)已很先進(jìn)，均采用電子液壓控制

18、，并配置有應(yīng)急裝置、穩(wěn)定裝置、遙控裝置及發(fā)電設(shè)備[2]。 </p><p>　　傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中對(duì)桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析多依據(jù)材料力學(xué)中的分析方法計(jì)算，但由于計(jì)算量大且只能計(jì)算少數(shù)的危險(xiǎn)截面，已經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)的需求。隨著有限元軟件的發(fā)展，使用有限元分析軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模與分析不僅計(jì)算精度較高而且計(jì)算周期大大減少?；贏NSYS的橋梁檢測(cè)車(chē)檢測(cè)臂有限元分析為了分析檢測(cè)臂的結(jié)構(gòu)性能，用ANSYS對(duì)檢測(cè)臂進(jìn)行了有限元分析

19、，通過(guò)分析檢測(cè)臂受力及位移變化情況來(lái)驗(yàn)證檢測(cè)臂結(jié)構(gòu)安全性。同時(shí)對(duì)檢測(cè)臂進(jìn)行了模態(tài)分析，測(cè)出了其固有頻率和結(jié)構(gòu)振型，為檢測(cè)車(chē)工作時(shí)的穩(wěn)定性要求提供了參考。本文用ANSYS10.0對(duì)檢測(cè)臂進(jìn)行了靜力學(xué)分析與模態(tài)分析。</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外橋梁檢測(cè)的發(fā)展歷史和特點(diǎn)</p><p>　　1.2.1橋梁檢測(cè)的發(fā)展歷史</p><p>　　設(shè)計(jì)橋面來(lái)承受移動(dòng)的車(chē)輛

20、荷載，比較容易惡化[3,4]。在橋的生命周期中，一個(gè)重要的任務(wù)就是檢測(cè)，它用來(lái)決定需要保養(yǎng)的等級(jí)。相關(guān)維修所需要的費(fèi)用，所需的資金的分配。保證橋的適用性和安全性也非常重要[5]。在1967年銀橋坍塌后，聯(lián)邦高速公路管理局授權(quán)發(fā)展橋梁檢測(cè)的指導(dǎo)原則。這些指導(dǎo)原則要求定期檢查所有公共道路的橋梁，至少每2年一次[6,7]。橋面的惡化包括分層、開(kāi)裂、其他的缺陷如由于潮濕混凝土的不充分固結(jié)而造成的蜂窩狀缺陷，還有預(yù)應(yīng)力鋼筋的腐蝕和斷裂。</

21、p><p>　　隨著我國(guó)公路橋桑事業(yè)的發(fā)展，新建高速公路及橋梁越來(lái)越多．同時(shí)既有的許多橋梁運(yùn)新進(jìn)入了養(yǎng)護(hù)維修階段，有關(guān)專(zhuān)家認(rèn)為橋梁使用25年則進(jìn)入老化期，據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)橋梁總數(shù)的40％已經(jīng)屬于此范疇，均屬老齡橋梁．而且隨著時(shí)間的推移，其數(shù)量還還在增長(zhǎng)[8]。近20年來(lái)，隨著橋梁檢測(cè)事業(yè)的飛速發(fā)展，新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)；同時(shí)橋梁結(jié)構(gòu)的使用荷載日益增大，大批既有橋梁進(jìn)入老齡化期，為了確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)營(yíng)，對(duì)橋梁檢

22、測(cè)工作提出了更高的要求，橋梁檢測(cè)工作亦有此愈發(fā)顯得重要。另一方面，隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，測(cè)試技術(shù)、分析手段也取得了長(zhǎng)足進(jìn)展[9]。橋梁健康監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容是通過(guò)先進(jìn)的監(jiān)測(cè)儀器、設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)構(gòu)成的整體系統(tǒng)，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)、使用性能及整體行為進(jìn)行</p><p>　　圖1-1 橋梁檢測(cè)車(chē)</p><p>　　實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)橋梁的安全健康狀況和潛在危險(xiǎn)性及時(shí)做出評(píng)

23、估，提供必要的關(guān)鍵數(shù)據(jù)為橋梁在特殊氣候、交通狀況或橋梁運(yùn)行中的嚴(yán)重異常狀況觸發(fā)預(yù)警信號(hào)，為橋梁的安全運(yùn)營(yíng)與維護(hù)管理提供科學(xué)的決策依據(jù)和指導(dǎo)，避免因意外事故帶來(lái)的重大經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。近幾十年來(lái)，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)了橋梁工程技術(shù)的飛躍，隨著橋梁不斷往新穎的橋型和大跨徑的方向發(fā)展，橋梁的檢測(cè)試驗(yàn)技術(shù)也不斷地更新和改進(jìn)。橋梁結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)物工作狀態(tài)進(jìn)行直接測(cè)試的一種檢定手段，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)物工作狀態(tài)進(jìn)行檢定，以檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量

24、。橋梁結(jié)構(gòu)變形的測(cè)量及分析，可以檢驗(yàn)橋梁的整體受力性能、評(píng)價(jià)橋跨結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載能力，是各類(lèi)橋梁施工質(zhì)量控制和評(píng)定工作的重要手段，常在橋梁交付使用前和既有橋梁的檢定加固中采用。橋梁檢測(cè)技術(shù)作為該系統(tǒng)的一個(gè)基礎(chǔ)性研究方向，歷來(lái)是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)，從某種意義上講，橋梁檢測(cè)技術(shù)。特別是借助于現(xiàn)代檢測(cè)手段的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，代表了橋梁檢測(cè)技術(shù)的最新發(fā)展方向，也是橋梁健康監(jiān)測(cè)這一大型綜合智能型決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。要合理評(píng)價(jià)橋梁的健康狀況，首先必須正

25、確認(rèn)識(shí)橋梁在不同環(huán)境下的結(jié)構(gòu)特性及對(duì)結(jié)構(gòu)中既有損傷的識(shí)別與定位[1</p><p>　　公路交通的迅猛發(fā)展，必然要求強(qiáng)化組織管理。在橋梁管養(yǎng)方面，應(yīng)根據(jù)養(yǎng)護(hù)里程、轄區(qū)內(nèi)橋梁數(shù)量設(shè)立若干名專(zhuān)職橋梁養(yǎng)護(hù)工程師，并保證其工作性質(zhì)的相對(duì)穩(wěn)定，不能隨意換動(dòng)。在其職責(zé)上，橋梁養(yǎng)護(hù)工程師負(fù)責(zé)制定、安排橋梁年度定期檢查計(jì)劃，組織實(shí)施轄區(qū)內(nèi)橋梁養(yǎng)護(hù)的定期檢查，提出檢查報(bào)告，通報(bào)三、四類(lèi)及危險(xiǎn)橋梁的病害狀況。從目前的養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍現(xiàn)狀來(lái)看

26、，養(yǎng)護(hù)工人素質(zhì)參差不齊，很難做到真正的專(zhuān)業(yè)養(yǎng)護(hù)。這就要求各級(jí)公路部門(mén)高度重視，針對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)工作的需要，要逐步培養(yǎng)骨干，成立專(zhuān)業(yè)養(yǎng)護(hù)隊(duì)。橋梁專(zhuān)職養(yǎng)護(hù)，要突出的是一個(gè)“專(zhuān)”字，努力做到專(zhuān)業(yè)人員、專(zhuān)門(mén)程序、專(zhuān)用方法，以保證橋梁工程師的工作部署落實(shí)到位，隨時(shí)掌握橋梁的使用狀況，處治各種危急突發(fā)事件，并使隊(duì)伍逐漸從日常養(yǎng)護(hù)過(guò)渡到具備進(jìn)行橋梁中、小修甚至大修的能力。</p><p>　　圖1-2 橋梁檢測(cè)車(chē)檢測(cè)臂</p

27、><p>　　嚴(yán)格的檢查措施是保證橋梁維護(hù)工作質(zhì)量的有效方法。養(yǎng)護(hù)隊(duì)?wèi)?yīng)對(duì)橋梁以及各種防護(hù)設(shè)施堅(jiān)持日常養(yǎng)護(hù)巡查，注意觀察橋梁的使用狀況，盡量做到1次/天養(yǎng)護(hù)巡查，并做好巡查記錄，同時(shí)各級(jí)橋梁養(yǎng)護(hù)工程師應(yīng)分別組織經(jīng)常性檢查、定期檢查和專(zhuān)業(yè)檢查。一是經(jīng)常性檢查。要由縣級(jí)橋梁工程師組織實(shí)施，以目測(cè)為主，配合簡(jiǎn)單工具，至少每年度一次，填寫(xiě)“經(jīng)常性檢查記錄表”上報(bào)。檢查應(yīng)拍攝總體照片，填寫(xiě)“橋梁定期檢查數(shù)據(jù)表”，并提交檢查報(bào)告。

28、二是專(zhuān)業(yè)檢查。凡遭受意外損害、定期檢查中難以判明損壞程度以及決定改造之前均需進(jìn)行專(zhuān)業(yè)檢查。</p><p>　　一直存在這樣一種情況，只要是新橋做竣工試驗(yàn)，全部符合通車(chē)要求。可是有些新橋投入運(yùn)營(yíng)沒(méi)幾年就出現(xiàn)了嚴(yán)重的病害，就成了危橋。為了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)影響，不得不進(jìn)行加固，甚至拆除重建。這里有2個(gè)鮮活的實(shí)例[11]。</p><p>　　實(shí)例一：重慶武隆縣烏江二橋?yàn)橹骺?40m的集束鋼管混凝

29、土提籃拱，設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽車(chē)一20級(jí)，于1996年建成通車(chē)。1999年開(kāi)始進(jìn)行病害檢測(cè)和加固設(shè)計(jì)前期工作，2003年經(jīng)檢測(cè)大橋已嚴(yán)重影響行車(chē)安全，實(shí)際荷載僅為汽車(chē)一l0級(jí)。2004年結(jié)合大橋的實(shí)際情況和4年來(lái)對(duì)大橋的檢測(cè)結(jié)果，經(jīng)多位橋梁知名專(zhuān)家評(píng)審該橋已不適合加固，須拆除重建。從1996年到2004年，僅僅8年時(shí)間，一座花費(fèi)上百萬(wàn)元建成的大橋就已經(jīng)完成了它的使命。</p><p>　　實(shí)例二：湖北鐘祥漢江大橋曾是

30、鐘祥人引以為榮的城市標(biāo)志性建筑，當(dāng)初交通部門(mén)竣工驗(yàn)收時(shí)的結(jié)論是工程質(zhì)量等級(jí)優(yōu)良?！吨袊?guó)歷史文化名城大辭典》如此介紹這座大橋：“湖北省級(jí)公路皂當(dāng)線(xiàn)上的特大橋梁。1990年10月28日正式奠基，1993年11月18日竣工通車(chē)。橋梁總長(zhǎng)1584 m，寬l2 m，造價(jià)5650萬(wàn)元。大橋宏偉壯觀，造型簡(jiǎn)潔流暢”。到2001年，省交通部門(mén)就發(fā)現(xiàn)了橋體有裂縫。2004年，大橋“病癥”加劇，有關(guān)單位檢測(cè)后，定性為“危橋”。2005年3月，大橋完全封閉，

31、禁止通車(chē)行人。過(guò)往人流和車(chē)輛只有改道從數(shù)百米外的渡口乘輪渡過(guò)江。2005年9月不得不拆除重建。不到12年時(shí)間，這座耗費(fèi)5650萬(wàn)元的大橋就退出了歷史舞臺(tái)。上述2座橋原設(shè)計(jì)使用年限均為50年，為何10年左右就結(jié)束了他們的使用壽命呢?當(dāng)然這和原來(lái)的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理以及運(yùn)營(yíng)后的超載有很大的關(guān)系，但作為最后把關(guān)的竣工檢測(cè)也有很大的責(zé)任。前10年里，我國(guó)公路一直處于快速建設(shè)發(fā)展時(shí)期，很多橋梁施工時(shí)搶時(shí)間、趕工期，往往給T程留下很多隱患．甚至很多橋

32、梁剛建成，橋墩、梁體就出現(xiàn)了裂縫。而竣工檢測(cè)對(duì)施工成橋后存在的一 些問(wèn)題麻痹大意，視而不見(jiàn)，</p><p>　　事實(shí)上，就規(guī)模棚當(dāng)?shù)男聵蚝团f橋來(lái)說(shuō)．新橋檢測(cè)肯定要比舊橋檢測(cè)省時(shí)省力．但不能因?yàn)槭切聵?，檢測(cè)就粗枝大葉，草草了事。新橋竣工檢測(cè)是對(duì)以前的設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理成果的一次重要檢驗(yàn)。尤其對(duì)新型橋、新材料橋梁來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)上存在未知參數(shù)較多，通過(guò)檢測(cè)可以界定設(shè)計(jì)的模型、邊界條件的正確性，以完善設(shè)計(jì)并指導(dǎo)以后設(shè)計(jì)。因

33、此，對(duì)新橋檢測(cè)更要細(xì)致周密，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，為橋梁正常運(yùn)營(yíng)提供安全保證，使其發(fā)揮應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[12]。</p><p>　　1.2.2橋梁檢測(cè)車(chē)的特點(diǎn)</p><p>　　橋梁檢測(cè)車(chē)是一種可以為橋梁檢測(cè)人員在檢測(cè)過(guò)程中提供作業(yè)平臺(tái)，裝備有橋梁檢測(cè)儀器,用于流動(dòng)檢測(cè)和維修作業(yè)的專(zhuān)用汽車(chē)。它可以隨時(shí)移動(dòng)位置，能安全、快速、高效地讓檢測(cè)人員進(jìn)入作業(yè)位置進(jìn)行流動(dòng)檢測(cè)或維修作業(yè)。工作時(shí)不影響交

34、通而且可以在不收回臂架的情況下慢速行駛。</p><p>　　橋梁檢測(cè)車(chē)技術(shù)含量很高，涉及到機(jī)械、液壓、電子、雷達(dá)、通信等先進(jìn)技術(shù)。具有效率高、安全性好、適應(yīng)性強(qiáng)、功率消耗低等優(yōu)點(diǎn)，適用于特大型公路橋、城市高架橋、鐵路橋、公鐵兩用橋的預(yù)防性檢查和維修作業(yè)，并為操作者在檢測(cè)每一組成部分時(shí)提供安全保障，還可用于環(huán)境險(xiǎn)惡不適合人工檢測(cè)的場(chǎng)合。</p><p>　　這種車(chē)輛一般是在二類(lèi)貨車(chē)底盤(pán)基礎(chǔ)

35、上加裝專(zhuān)用工作裝置而成的。根據(jù)專(zhuān)用工作裝置的不同，橋梁檢測(cè)車(chē)主要分為吊籃式和桁架式2種。</p><p>　　1.吊籃式橋梁檢測(cè)車(chē)</p><p>　　吊籃式橋梁檢測(cè)車(chē)也稱(chēng)折疊臂式橋梁檢測(cè)車(chē)，其結(jié)構(gòu)小巧，受橋梁結(jié)構(gòu)制約少，工作靈活，既可檢測(cè)橋下也可升起檢測(cè)橋梁上部結(jié)構(gòu)，可有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)操作，靈活方便，有時(shí)候還可以作為高空作業(yè)車(chē)使用，價(jià)格相對(duì)桁架式橋檢車(chē)低。其基本結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)了折疊臂式隨車(chē)起重運(yùn)

36、輸車(chē)、高空作業(yè)車(chē)的特點(diǎn)。工作時(shí)在橋下為點(diǎn)陣式檢測(cè)，作業(yè)平臺(tái)是裝在臂架頂端的一個(gè)吊斗，作業(yè)面積較小，只可容納2~3名人員作業(yè)，載質(zhì)量一般只有200~300 kg；另外，在工作過(guò)程中，檢測(cè)和維修人員不能自由地上下橋，只有將吊籃收回到車(chē)上后才能實(shí)現(xiàn)，檢測(cè)過(guò)程中作業(yè)幅度小，還需要經(jīng)常移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)吊籃，作業(yè)效率相對(duì)較低。</p><p>　　吊籃式橋梁檢測(cè)車(chē)一般具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　(1

37、)采用機(jī)、電、液、訊一體化技術(shù), 控制系統(tǒng)采用電液比例及自動(dòng)伺服調(diào)平技術(shù)，能精確控制每個(gè)細(xì)微動(dòng)作；</p><p>　　(2)一般采用一級(jí)伸縮、二級(jí)回轉(zhuǎn)、三級(jí)變幅機(jī)構(gòu)，形成三維空間、6個(gè)自由度的空間運(yùn)動(dòng)體系，工作臂可跨越一定寬度和高度的障礙物，以便順利將工作斗或工作平臺(tái)伸至橋下，安全、快捷地將工作人員和設(shè)備送到橋下幅度允許的任意位置；</p><p>　　(3) 工作斗中加裝先進(jìn)的過(guò)載保護(hù)

38、系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)控作業(yè)平臺(tái)負(fù)荷，超載報(bào)警并自動(dòng)限制操作，確保檢測(cè)作業(yè)的安全性，若采用工作平臺(tái)，則需具有自動(dòng)液壓水平調(diào)節(jié)功能，確保工作平穩(wěn)；</p><p>　　(4)根據(jù)實(shí)際情況在底盤(pán)上加裝支腿穩(wěn)定器，并保證能使整車(chē)在橋下檢修工作狀態(tài)下行駛；</p><p>　　(5)采用可伸縮式配重，保證工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性及后橋載荷平衡；</p><p>　　(6)在駕駛室內(nèi)安裝監(jiān)

39、控系統(tǒng)或通信系統(tǒng)，可對(duì)橋下作業(yè)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控或通信；</p><p>　　(7)配有備用動(dòng)力源，可在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)為專(zhuān)用裝置提供動(dòng)力，并可為橋梁檢修工具提供電源；</p><p>　　(8)部分設(shè)備可供用戶(hù)選擇，如可旋轉(zhuǎn)或延伸的工作平臺(tái)、備用動(dòng)力源(可選液冷式發(fā)動(dòng)機(jī))、空氣壓縮機(jī)、第3控制站的通信系統(tǒng)、115/220V的輸出電源、平臺(tái)加熱器、泛光燈、工具箱、工作平臺(tái)、頂棚等備件。&

40、lt;/p><p>　　2、桁架式橋梁檢測(cè)車(chē)式工作平臺(tái)，穩(wěn)定性好，承載能力大，使用時(shí)檢測(cè)人員能方便地從橋面進(jìn)入平臺(tái)或返回橋面，如配置升降機(jī)則可大大增加下橋深度。代表行業(yè)先進(jìn)水平的桁架式橋梁檢測(cè)車(chē)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，價(jià)值昂貴；但工作穩(wěn)定，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)不間斷作業(yè)，所提供的是一個(gè)相對(duì)較大的作業(yè)面，檢測(cè)范圍廣，承載能力強(qiáng)，作業(yè)效率高。</p><p>　　桁架式橋梁檢測(cè)車(chē)按使用形式又可分為2種：車(chē)載式(也稱(chēng)

41、自行式，如圖2)和拖掛式(如圖3)。車(chē)載式橋梁檢測(cè)車(chē)的專(zhuān)用工作裝置安裝在汽車(chē)底盤(pán)上，加裝控制系統(tǒng)與二類(lèi)汽車(chē)底盤(pán)構(gòu)成一體；拖掛式橋梁檢測(cè)車(chē)則需由卡車(chē)或其他汽車(chē)拖動(dòng)行駛。桁架式橋梁檢測(cè)車(chē)一般具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　(1)一般采用機(jī)電液信一體化技術(shù)，配有底盤(pán)穩(wěn)定裝置、應(yīng)急裝置、備用動(dòng)力等；</p><p>　　(2)裝備有2套以上控制系統(tǒng)，便于桁架的展開(kāi)和橋下工作平臺(tái)的調(diào)整控制；&l

42、t;/p><p>　　(3)工作平臺(tái)在檢測(cè)工作中須始終保持水平，以利于檢測(cè)或維修人員工作；</p><p>　　(4)配備液力驅(qū)動(dòng)自推進(jìn)系統(tǒng)，具有自動(dòng)行走功能，工作時(shí)檢測(cè)車(chē)可以在橋上行走，不需將桁架收回；</p><p>　　(5)具有二級(jí)回轉(zhuǎn)多級(jí)變幅和伸縮的三維空間運(yùn)動(dòng)功能，可跨越一定寬度的人行道和一定高度的護(hù)欄，以使工作平臺(tái)順利進(jìn)入工作位置；</p>

43、<p>　　(6)具有過(guò)載保護(hù)功能，設(shè)有平臺(tái)超載報(bào)警、回轉(zhuǎn)報(bào)警或限位裝置，安全閥、平衡閥、液壓鎖等安全裝置；</p><p>　　(7)配有實(shí)時(shí)監(jiān)控或通信系統(tǒng)，以便實(shí)時(shí)了解橋下的作業(yè)情況，方便、及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)整檢測(cè)方位和位置；</p><p>　　(8)配備內(nèi)置式平臺(tái)通路安全梯，檢測(cè)人員和設(shè)備可以方便地從橋上到達(dá)到橋下；根據(jù)需要可選配升高架臺(tái)等[13]。</p>&

44、lt;p>　　1.2.3 橋梁檢測(cè)車(chē)的發(fā)展</p><p>　　意大利BARIN公司自20世紀(jì)60年代開(kāi)始生產(chǎn)橋梁檢測(cè)車(chē)。目前主要產(chǎn)品有AP系列的高空作業(yè)車(chē)、AB系列的折疊臂式橋梁檢測(cè)車(chē)和ABC系列的桁架式橋梁檢測(cè)車(chē)。ABC系列桁架式橋梁檢測(cè)車(chē)最大水平工作范圍6～23m，最大下橋深度4～9.5m，最大承載質(zhì)量300～800 kg，最大跨越寬度1.7～4.65m，最大跨越護(hù)欄高度2.0～5.4m；AB系列折疊

45、臂式橋梁檢測(cè)車(chē)橋下最大水平距離6.5～22m，橋下最大垂直距離25.58～20.5m，吊籃最大載質(zhì)量200～300kg。</p><p>　　德國(guó)MOOG公司自1980年開(kāi)始生產(chǎn)橋梁檢測(cè)車(chē)，已擁有28年以上的橋梁檢修設(shè)備的供應(yīng)經(jīng)驗(yàn)?？蛻?hù)主要為德國(guó)、法國(guó)、瑞典、香港、新加坡和印度的鐵路運(yùn)營(yíng)商和鐵路公司，國(guó)際市場(chǎng)份額超過(guò)50%。該公司產(chǎn)品主要用于公路橋梁、鐵路橋梁和隧道檢測(cè)，其中：MBI系列桁架式橋梁檢測(cè)車(chē)有自行式和

46、拖掛式2種，客戶(hù)可以根據(jù)實(shí)際需要選購(gòu)；MBL系列吊籃式橋梁檢測(cè)車(chē)主要用于橋梁檢測(cè)、維修工作及高空作業(yè)；MBS、MFG和MPG 橋梁維修單元主要用于長(zhǎng)期維修橋梁項(xiàng)目。</p><p>　　美國(guó)Aspen Aerials(賽奔馳)公司只生產(chǎn)折疊臂式橋梁檢測(cè)車(chē)，主要產(chǎn)品型號(hào)有A-30、A-40、UB-50、A-62、A-75，其橋下最大水平距離9.4～22.8m，橋下最大垂直距離12.1～22m，橋上最大垂直距離9.2

47、～16.1m，吊籃最大載質(zhì)量272～318 kg。所有Aspen Aerials橋梁檢測(cè)車(chē)系列均可在無(wú)須裝設(shè)液壓支腿和配重的情況下進(jìn)行平穩(wěn)、安全、可靠地操作。</p><p>　　美國(guó)凱捷有限公司(Hydra PlatformsMFG，Inc)創(chuàng)建于1985年，是美國(guó)一家專(zhuān)門(mén)從事研發(fā)和制造桁架式橋梁檢測(cè)車(chē)的生產(chǎn)廠家，所生產(chǎn)的桁架式橋梁檢測(cè)車(chē)有車(chē)載式(自行式)和拖掛式。</p><p>　　

48、美國(guó)REACHALL公司生產(chǎn)折疊臂式橋梁檢測(cè)維修車(chē)， 其UB系列橋梁檢測(cè)維修車(chē)，橋下吊籃最大水平伸長(zhǎng)13.2～18.6m，最大下橋深度15.8～21.3m，最大承載質(zhì)量272kg，吊籃向上最大舉升高度(距離橋面)10.7～14.4m。</p><p>　　奧地利PALFINGER公司生產(chǎn)的PA19000型折疊臂式橋梁檢測(cè)車(chē)，橋下吊籃最大水平伸長(zhǎng)16.2m，最大下橋深上最大舉升高度(距離橋面)24.5m。</

49、p><p>　　1.3 橋梁檢測(cè)車(chē)臂研究方法</p><p>　　有限元法是將連續(xù)體離散化的一種近似方法，其理論基礎(chǔ)是變分原理，連續(xù)體部分與分片插值，即首先找到欲求解的數(shù)學(xué)物理問(wèn)題用變分表示，寫(xiě)出其總能量表達(dá)式，然后將問(wèn)題的定能區(qū)域劃分成有限個(gè)三角形或四邊形的集合，在每個(gè)單元體上選擇有限個(gè)結(jié)點(diǎn)，并在每個(gè)結(jié)點(diǎn)上選定有限個(gè)待求的廣義結(jié)點(diǎn)位移，然后選定結(jié)點(diǎn)廣義位移為參數(shù)，近似地插值求出整個(gè)單元上的連

50、續(xù)位移，進(jìn)而將插值位移代入能量表達(dá)式，運(yùn)用變分原理得到以廣義結(jié)點(diǎn)位移為未知量的離散化有限元方程，求解有限元方程，得到每個(gè)結(jié)點(diǎn)上的廣義結(jié)點(diǎn)位移，再在每個(gè)單元上使用結(jié)點(diǎn)廣義位移插值求得各種欲求物理量，例如位移、應(yīng)變、應(yīng)力等。</p><p>　　傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中對(duì)桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析多依據(jù)材料力學(xué)中的分析方法計(jì)算，但由于計(jì)算量大且只能計(jì)算少數(shù)的危險(xiǎn)截面，已經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)的需求。隨著有限元軟件的發(fā)展，使用有限元分析軟件

51、對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模與分析不僅計(jì)算精度較高而且計(jì)算周期大大減少。</p><p>　　1.3.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀</p><p>　　我國(guó)早在20世紀(jì)80年代末90年代初，由交通部公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院在北京起重機(jī)廠生產(chǎn)的QY-8型汽車(chē)起重機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，最后以失敗告終，后來(lái)國(guó)內(nèi)又有幾家單位研制也均以失敗告終。最近幾年，國(guó)內(nèi)一些大型工程機(jī)械廠家開(kāi)始從事橋梁檢測(cè)車(chē)的研制，主要有徐工集團(tuán)、湖南寶龍等

52、，其產(chǎn)品和性能均能達(dá)到國(guó)外設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　1.徐工集團(tuán)</b></p><p>　　徐工集團(tuán)成立于1989年，主要從事工程機(jī)械的研發(fā)和生產(chǎn)，1997年由徐工集團(tuán)、西安公路交通大學(xué)和河南省公路局聯(lián)合成功研制出XZJ5140JQJ10型折疊臂式橋梁檢測(cè)車(chē)，結(jié)束了我國(guó)無(wú)橋梁檢測(cè)車(chē)的歷史。</p><p>　　2006年底，徐

53、工集團(tuán)成功研制出18m桁架式橋梁檢測(cè)車(chē)，標(biāo)志著徐工躋身于全球4大橋梁檢測(cè)車(chē)生產(chǎn)領(lǐng)域，與意大利BARIN、德國(guó)MOOG、美國(guó)凱捷公司并駕齊驅(qū)，進(jìn)入橋梁檢測(cè)車(chē)系列化的快車(chē)道。目前該集團(tuán)已經(jīng)形成9～22m桁架式系列產(chǎn)品，最大水平工作范圍9～21.9m，最大下橋深度6～8.5m，最大承載質(zhì)量600～800 kg，最大跨越寬度2.1～2.5m，最大跨越護(hù)欄高度</p><p><b>　　2.湖南寶龍</b

54、></p><p>　　湖南寶龍專(zhuān)用汽車(chē)有限公司，是國(guó)家發(fā)改委和空軍后勤裝備部定點(diǎn)的隨車(chē)起重運(yùn)輸車(chē)生產(chǎn)基地，主要生產(chǎn)隨車(chē)起重機(jī)、軍用新型航空炸彈專(zhuān)用吊車(chē)、式叉車(chē)吊，以及汽車(chē)配件和液壓配件等。</p><p>　　2006年3月首次成功研制出桁架式橋梁檢測(cè)作業(yè)車(chē)，2007年開(kāi)發(fā)出作業(yè)平臺(tái)長(zhǎng)為13m和16m的桁架式橋梁檢測(cè)作業(yè)車(chē)。GYJ5210JQJH橋梁檢測(cè)作業(yè)車(chē)最大水平工作范圍13m

55、，最大下橋深度6.2m，最大承載質(zhì)量600 kg，最大跨越寬度2.1m，最大跨越護(hù)欄高度2.0m。</p><p>　　3.湖南恒潤(rùn)高科有限公司</p><p>　　湖南恒潤(rùn)高科有限公司，有多年的高速公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)，是以提供滿(mǎn)足客戶(hù)需求的高品質(zhì)道路養(yǎng)護(hù)機(jī)械為目標(biāo)，集產(chǎn)品研發(fā)、制造、營(yíng)銷(xiāo)為一體的專(zhuān)業(yè)化工程機(jī)械企業(yè)。</p><p>　　2009年2月，該公司根據(jù)市

56、場(chǎng)行情和發(fā)展需要， 參照德國(guó)MOOG 橋梁檢測(cè)車(chē)，在其基礎(chǔ)上合理改進(jìn)，并在吸取國(guó)內(nèi)外橋梁檢測(cè)作業(yè)車(chē)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上研制推出16m桁架式橋梁檢測(cè)作業(yè)車(chē)。</p><p>　　該公司目前主要有HHR5250JQJ16、HHR5250JQJ08車(chē)型，其最大水平工作范圍8～16m，最大下橋深度7.0m，最大承載質(zhì)量600～700kg，最大跨越寬度2.1～2.2m，最大跨越護(hù)欄高度2.24m。</p><p

57、>　　國(guó)內(nèi)外橋梁檢測(cè)車(chē)的功能基本一致。國(guó)內(nèi)設(shè)備大都采用國(guó)外進(jìn)口元器件。相對(duì)來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)設(shè)備可供選擇性更大，可根據(jù)客戶(hù)需求修改，底盤(pán)也可根據(jù)客戶(hù)需求定制。例如；湖南寶龍的橋梁檢測(cè)車(chē)，可采用東風(fēng)底盤(pán)，主要元器件均為意大利原裝進(jìn)口；徐工的橋梁檢測(cè)車(chē)可選用沃爾沃底盤(pán)，主要元器件為德國(guó)原裝進(jìn)口。國(guó)內(nèi)外設(shè)備在設(shè)計(jì)上差別不大。國(guó)產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)更符合中國(guó)人的操作要求和習(xí)慣。相對(duì)來(lái)說(shuō)，國(guó)外設(shè)備技術(shù)先進(jìn)，性能穩(wěn)定，但價(jià)格昂貴，加上售后服務(wù)收費(fèi)也高，綜合成

58、本較高。以18 m橋梁檢測(cè)車(chē)為例，國(guó)外設(shè)備基本在500萬(wàn)元以上，而國(guó)內(nèi)同等性能設(shè)備的價(jià)格在300萬(wàn)元左右。國(guó)外設(shè)備進(jìn)口配件價(jià)格較高，服務(wù)支持較困難，質(zhì)保期過(guò)后服務(wù)收費(fèi)較高，也即后期維護(hù)成本較高。國(guó)產(chǎn)設(shè)備及備件運(yùn)輸方便，服務(wù)比較及時(shí)，收費(fèi)也相對(duì)低廉，但所采用的原裝進(jìn)口元器件部分，要受到一定的制約。</p><p>　　1.3.2 有限元軟件ANSYS工程應(yīng)用</p><p>　　ANSYS

59、軟件是集結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁和聲學(xué)于一體的大型通用有限元分析軟件，可廣泛應(yīng)用于土木工程、交通、水利、鐵道、石油化工、航空航天、機(jī)械制造、國(guó)防工業(yè)、電子、造船、生物醫(yī)學(xué)、地礦和日用家電等一般工業(yè)及科學(xué)研究[14-15]。</p><p>　　軟件主要包括三個(gè)部分：前處理模塊，分析計(jì)算模塊和后處理模塊。前處理模塊提供了一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶(hù)可以方便地構(gòu)造有限元模型；分析計(jì)算模塊包括結(jié)構(gòu)分析(可進(jìn)行線(xiàn)性

60、分析、非線(xiàn)性分析和高度非線(xiàn)性分析)、流體動(dòng)力學(xué)分析、電磁場(chǎng)分析、聲場(chǎng)分析、壓電分析以及多物理場(chǎng)的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力；后處理模塊可將計(jì)算結(jié)果以彩色等值線(xiàn)顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示(可看到結(jié)構(gòu)內(nèi)部)等圖形方式顯示出來(lái)，也可將計(jì)算結(jié)果以圖表、曲線(xiàn)形式顯示或輸出。軟件提供了100種以上的單元類(lèi)型，用來(lái)模擬工程中的各種結(jié)構(gòu)和材料。</p>

61、<p>　　用戶(hù)的指令可以通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊菜單項(xiàng)選取和執(zhí)行，也可以在命令輸入窗口通過(guò)鍵盤(pán)輸入。命令一經(jīng)執(zhí)行，該命令就會(huì)在.LOG文件中列出，打開(kāi)輸出窗口可以看到.LOG文件的內(nèi)容。如果軟件運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，查看.LOG文件中的命令流及其錯(cuò)誤提示，將有助于快速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的根源。.LOG 文件的內(nèi)容可以略作修改存到一個(gè)批處理文件中，在以后進(jìn)行同樣工作時(shí)，由ANSYS自動(dòng)讀入并執(zhí)行，這是ANSYS軟件的第三種命令輸入方式。這種命令方式在

62、進(jìn)行某些重復(fù)性較高的工作時(shí)，能有效地提高工作速度。</p><p>　　結(jié)構(gòu)分析的定義：結(jié)構(gòu)分析是有限元分析方法最常用的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)這個(gè)術(shù)語(yǔ)是一個(gè)廣義的概念，它包括土木工程結(jié)構(gòu)，如橋梁和建筑物；汽車(chē)結(jié)構(gòu)，如車(chē)身骨架；海洋結(jié)構(gòu)，如船舶結(jié)構(gòu)；航空結(jié)構(gòu)，如飛機(jī)機(jī)身等；同時(shí)還包括機(jī)械零部件，如活塞，傳動(dòng)軸等等。</p><p>　　在ANSYS產(chǎn)品家族中有七種結(jié)構(gòu)分析的類(lèi)型。結(jié)構(gòu)分析中計(jì)算得

63、出的基本未知量(節(jié)點(diǎn)自由度)是位移，其他的一些未知量，如應(yīng)變，應(yīng)力以及反力都可通過(guò)節(jié)點(diǎn)位移導(dǎo)出。</p><p>　　靜力分析用于求解靜力載荷作用下結(jié)構(gòu)的位移和應(yīng)力等。靜力分析包括線(xiàn)性和非線(xiàn)性分析。而非線(xiàn)性分析涉及塑性，應(yīng)力剛化，大變形，大應(yīng)變，超彈性，接觸面和蠕變。</p><p>　　模態(tài)分析用于計(jì)算結(jié)構(gòu)的固有頻率和模態(tài)。</p><p>　　諧波分析用于確定結(jié)

64、構(gòu)在隨時(shí)間正弦變化的載荷作用下的響應(yīng)。</p><p>　　瞬態(tài)動(dòng)力分析用于計(jì)算結(jié)構(gòu)在隨時(shí)間任意變化的載荷作用下的響應(yīng)，并且可計(jì)及上述提到的靜力分析中所有的非線(xiàn)性性質(zhì)。</p><p>　　譜分析是模態(tài)分析的應(yīng)用拓廣，用于計(jì)算由于響應(yīng)譜或PSD輸入(隨機(jī)振動(dòng))引起的應(yīng)力和應(yīng)變。</p><p>　　曲屈分析用于計(jì)算曲屈載荷和確定曲屈模態(tài)。ANSYS可進(jìn)行線(xiàn)性(特征值

65、)和非線(xiàn)性曲屈分析。</p><p>　　顯式動(dòng)力分析ANSYS/LS-DYNA可用于計(jì)算高度非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)和復(fù)雜的接觸問(wèn)題。</p><p>　　此外，前面提到的七種分析類(lèi)型還有如下特殊的分析應(yīng)用：</p><p><b>　　斷裂力學(xué)；</b></p><p><b>　　復(fù)合材料；</b><

66、;/p><p><b>　　疲勞分析。</b></p><p>　　1.3.3 本文主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　ANSYS 在結(jié)構(gòu)分析中，靜力學(xué)分析與模態(tài)分析是進(jìn)行結(jié)構(gòu)的諧響應(yīng)分析、瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析與譜分析的基礎(chǔ)。</p><p>　　本文第二章根據(jù)檢測(cè)臂的實(shí)際參數(shù)對(duì)其進(jìn)行了三維建模。檢測(cè)臂使用材料為Q235 鋼，屈服

67、極限為235MPa，密度為7800kg/，楊氏彈性模量約為210GPa，泊松比為0.3。檢測(cè)臂有限元單元類(lèi)型使用BEAM188單元。檢測(cè)臂單元離散化過(guò)程，首先劃分網(wǎng)格類(lèi)型，有限元網(wǎng)格劃分主要有兩種，一種是自由網(wǎng)格劃分，主要用于對(duì)不規(guī)則邊界對(duì)象進(jìn)行劃分，劃分精度較低。另一種是映射網(wǎng)格，這種劃分類(lèi)型劃分精度較高，對(duì)劃分對(duì)象的邊界、形狀要求較高。因?yàn)殍旒芙Y(jié)構(gòu)截面形狀比較復(fù)雜，所以多選用自由網(wǎng)格。其次網(wǎng)格劃分工具欄設(shè)定，網(wǎng)格劃分工具面板用于實(shí)體

68、建模網(wǎng)格劃分的要素控制，如單元形狀、中間節(jié)點(diǎn)位置及網(wǎng)格劃分的尺寸大小等，網(wǎng)格劃分時(shí)要綜合考慮精度、經(jīng)濟(jì)性及適用性，一般情況下分析受力時(shí)需劃分網(wǎng)格時(shí)應(yīng)在保證精度條件下盡量減少網(wǎng)格數(shù)量。</p><p>　　第三章是對(duì)檢測(cè)臂模型進(jìn)行靜力學(xué)分析，靜力學(xué)分析主要分析檢測(cè)臂在特定載荷作用下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變、位移等響應(yīng)。該過(guò)程不考慮檢測(cè)臂自身的慣性與阻尼的影響。</p><p>　　第四章是對(duì)模型進(jìn)行

69、模態(tài)分析，模態(tài)分析則是分析檢測(cè)臂在無(wú)載荷作用下的模態(tài)參數(shù)，包括檢測(cè)臂自身的固有頻率與結(jié)構(gòu)振型。多自由度系統(tǒng)在振動(dòng)分析時(shí)，可同時(shí)對(duì)其進(jìn)行多階模態(tài)分析，能得到該系統(tǒng)在不同頻率下結(jié)構(gòu)的變形情況。</p><p>　　第2章 建立橋梁檢測(cè)車(chē)檢測(cè)臂模型</p><p><b>　　2.1 讀圖</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)是對(duì)橋梁檢測(cè)車(chē)檢測(cè)臂

70、進(jìn)行靜力和動(dòng)力分析。在分析過(guò)程中用到的所有數(shù)據(jù)及參數(shù)均參考有關(guān)規(guī)范。</p><p>　　鋼桁架 （steel truss ）用鋼材制造的桁架 工業(yè)與民用建筑的屋蓋結(jié)構(gòu) 吊車(chē)梁、橋梁和水工閘門(mén)等，常用鋼桁架作為主要承重構(gòu)件。各式塔架，如桅桿塔、電視塔和輸電線(xiàn)路塔等，常用三面、四面或多面平面桁架組成的空間鋼桁架。本文中采用四面桁架。</p><p>　　檢測(cè)臂為平行弦桿結(jié)構(gòu)全長(zhǎng)10米，上弦桿

71、和下弦桿長(zhǎng)度均為1米，截面均為直徑10cm圓截面，如圖2-1、2-2。</p><p>　　圖2-1橋梁檢測(cè)車(chē)工作臂結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　本文研究的是整個(gè)工作臂結(jié)構(gòu)中的水平部分，這部分是帶有伸縮功能的臂架結(jié)構(gòu)，是工作臂中主要的承重部分。</p><p>　　圖2-2檢測(cè)臂平面圖</p><p>　　圖2-3 檢測(cè)臂立體圖</p

72、><p><b>　　2.2單元介紹</b></p><p>　　2.2.1 BEAM188單元描述</p><p>　　BEAM188 — 三維線(xiàn)性有限應(yīng)變梁?jiǎn)卧?</p><p><b>　　單元描述： </b></p><p>　　BEAM188單元適合于分析從細(xì)長(zhǎng)到中等粗

73、短的梁結(jié)構(gòu)。該單元基于鐵木辛哥梁結(jié)構(gòu)理論，并考慮了剪切變形的影響。 </p><p>　　BEAM188是三維線(xiàn)性2節(jié)點(diǎn)梁?jiǎn)卧總€(gè)節(jié)點(diǎn)有六或七個(gè)自由度，自由度個(gè)數(shù)取決于KEYOPT（1）的值。當(dāng)KEYOPT（1）＝0（缺省）時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有六個(gè)自由度：節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系的x、y、z方向的平動(dòng)和繞x、y、z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)KEYOPT（1）＝1時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有七個(gè)自由度，這時(shí)引入了第七個(gè)自由度（橫截面的翹曲）。本單元非常適合于線(xiàn)

74、性、大角度轉(zhuǎn)動(dòng)和/或非線(xiàn)性大應(yīng)變問(wèn)題。當(dāng)NLGEOM打開(kāi)（ON）時(shí)，BEAM188缺省考慮應(yīng)力剛化效應(yīng)。應(yīng)力剛化選項(xiàng)使本單元能分析彎曲、橫向及扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定性問(wèn)題。</p><p>　　BEAM188/BEAM189 可以采用sectype、secdata、secoffset、secwrite 及secread 定義橫截面。本單元支持彈性、蠕變及素性模型（不考慮橫截面子模型）。這種單元類(lèi)型的截面可以是不同材料組成的組和

75、截面。BEAM188從6.0版本開(kāi)始忽略任何實(shí)參數(shù)，參考seccontrols命令來(lái)定義橫向剪切剛度和附加質(zhì)量。單元坐標(biāo)系統(tǒng)（/psymb，esys）與BEAM188單元無(wú)關(guān)。</p><p>　　下面是BEAM188單元的示意圖</p><p>　　圖2-4 BEAM188單元的示意圖</p><p>　　2.2.2 輸入數(shù)據(jù)</p><p&g

76、t;　　BEAM188 輸入數(shù)據(jù)</p><p>　　該單元的幾何形狀、節(jié)點(diǎn)位置、坐標(biāo)體系如圖“BEAM Geometry”所示，BEAM188 由整體坐標(biāo)系的節(jié)點(diǎn)i和j定義。節(jié)點(diǎn)k是定義單元方向的所選方式，有關(guān)方向節(jié)點(diǎn)和梁的網(wǎng)格劃分的信息可以參見(jiàn)ANSYS Modeling and Meshing Guide中的Generating a Beam Mesh With Orientation Nodes。參考lm

77、esh 和latt 命令描述可以得到k節(jié)點(diǎn)自動(dòng)生成的詳細(xì)資料。</p><p>　　BEAM188 可以在沒(méi)有方向節(jié)點(diǎn)的情況下被定義。在這種情況下，單元的x 軸方向?yàn)閕節(jié)點(diǎn)指向j節(jié)點(diǎn)。對(duì)于兩節(jié)點(diǎn)的情況，默認(rèn)的y軸方向按平行x－y 平面自動(dòng)計(jì)算。對(duì)于單元平行與z軸的情況（或者斜度在0.01％以?xún)?nèi)），單元的y 軸的方向平行與整體坐標(biāo)的y軸（如圖）。用第三個(gè)節(jié)點(diǎn)的選項(xiàng)，用戶(hù)可以定義單元的x 軸方向。如果兩者都定義了，那

78、么第三節(jié)點(diǎn)的選項(xiàng)優(yōu)先考慮。第三個(gè)節(jié)點(diǎn)（K），如果采用的話(huà)，將和i、j節(jié)點(diǎn)一起定義包含單元x 軸和z 軸的平面(如圖)。如果該單元采用大變形分析，需要注意這個(gè)第三號(hào)節(jié)點(diǎn)緊緊在定義初始單元方向的時(shí)候有效。</p><p>　　梁?jiǎn)卧且痪S空間線(xiàn)單元。橫截面資料用sectype 和secdata 命令獨(dú)立的提供，參見(jiàn)ANSYS Structural Analysis Guide 的Beam Analysis and C

79、ross Sections 看詳細(xì)資料。截面與單元用截面ID號(hào)（SECNUM）來(lái)關(guān)聯(lián)，截面號(hào)是獨(dú)立的單元屬性。除了等截面，還可以用sectype 命令中的錐形選項(xiàng)來(lái)定義錐形截面（參考Defining a Tapered Beam）。</p><p>　　單元基于鐵木辛哥梁理論，這個(gè)理論是一階剪切變形理論；橫向剪切應(yīng)力在橫截面是不變的，也就是說(shuō)變形后橫截面保持平面不發(fā)生扭曲。BEAM188 是一階鐵木辛哥梁?jiǎn)卧?/p>

80、著長(zhǎng)度用了一個(gè)積分點(diǎn)，用默認(rèn)的KEYOPT(3)設(shè)置。因此，在i和j節(jié)點(diǎn)要求SMISC 數(shù)值的時(shí)候，中間數(shù)值在兩端節(jié)點(diǎn)均輸出。當(dāng)KEYOPT（1） 設(shè)置為2，兩個(gè)積分點(diǎn)作為延長(zhǎng)的線(xiàn)性變量被運(yùn)用。</p><p>　　BEAM188/BEAM189 單元可以用在細(xì)長(zhǎng)或者短粗的梁。由于一階剪切變形的限制，只有適度的“粗”梁可以分析。梁的長(zhǎng)細(xì)比（GAL2/(EI))可以用來(lái)判定單元的適用性，這里：</p>

81、<p>　　G—剪切模量； A—截面積；L—長(zhǎng)度；EI—抗彎剛度</p><p>　　需要注意的是這個(gè)比例的計(jì)算需要用一些全局距離尺寸，不是基于獨(dú)立的單元尺度。下面這個(gè)圖提供了受端部集中荷載的懸臂梁的橫向剪切變形的評(píng)估，這個(gè)例子可以作為一個(gè)很好的大致的指導(dǎo)。我們推薦長(zhǎng)細(xì)比要大于30。</p><p>　　2.2.3 BAEM188單元信息</p><p>

82、;　　BEAM188/BEAM189 單元支持“約束扭轉(zhuǎn)”分析，通過(guò)定義梁節(jié)點(diǎn)的第七個(gè)自由度來(lái)實(shí)現(xiàn)。BEAM188 單元默認(rèn)的假設(shè)是截面的扭轉(zhuǎn)是足夠小的以至于可以忽略（KEYOPT（1）＝0）。你可以激活它的扭轉(zhuǎn)自由度通過(guò)定義KEYOPT（1）＝1。當(dāng)激活節(jié)點(diǎn)的扭轉(zhuǎn)自由度的時(shí)候，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有七個(gè)自由度：UX，UY，UZ，ROTX, ROTY, ROTZ, and WARP。當(dāng)KEYOPT(1) = 1，雙力矩合雙弧線(xiàn)將被輸出。</p

83、><p>　　實(shí)際上，當(dāng)兩個(gè)“約束扭轉(zhuǎn)”的單元以一個(gè)尖銳的角度組合在一起的時(shí)候，你需要耦合他們的唯一合轉(zhuǎn)角，但是它們平面外的自由度解藕。通過(guò)用兩個(gè)節(jié)點(diǎn)在物理位置和運(yùn)用合適的約束可以一般地實(shí)現(xiàn)。這個(gè)過(guò)程很容易的（自動(dòng)的）實(shí)現(xiàn)，通過(guò)ENDRELEASE 命令，這個(gè)命令將兩個(gè)臨近橫截面相交角度大于20 度的單元的平面外扭轉(zhuǎn)解耦。</p><p>　　BEAM188 允許改變橫截面慣性屬性來(lái)實(shí)現(xiàn)軸向伸

84、長(zhǎng)的功能。默認(rèn)的，截面面積改變來(lái)使得單元的體積變形后不變化。這種默認(rèn)的值對(duì)于彈塑性應(yīng)用是適用的。通過(guò)運(yùn)用KEYOPT（2）,你可以選擇使得橫截面是恒定的或者剛性的。</p><p>　　2.2.4 BEAM188單元輸出數(shù)據(jù)</p><p>　　BEAM188 的輸出數(shù)據(jù):</p><p>　　要看BEAM188 的3-D變形形狀，運(yùn)用OUTRES,MISC 或者O

85、UTRES 命令，所有的靜態(tài)和瞬態(tài)分析的命令。要觀察模態(tài)分析和特征值屈曲分析的3－D模態(tài)形狀，必須用激活單元結(jié)果擴(kuò)展模態(tài)（MXPAND 命令Elcalc＝Y(jié)ES 的選項(xiàng)）。</p><p>　　對(duì)于梁設(shè)計(jì)很常規(guī)的是使用軸力成分，軸力由軸向荷載和在各個(gè)端點(diǎn)的彎曲獨(dú)立提供。因此，BEAM188 提供線(xiàn)性的應(yīng)力輸出作為它的SMISC 輸出命令的一部分，由下面的定義來(lái)指示：</p><p>　　S

86、DIR是軸力引起的應(yīng)力分量</p><p>　　SDIR＝FX/A，這里FX 是軸力（SMISC 的數(shù)值為1 和14），A 表示截面面積</p><p>　　SBYT和SBYB 是彎曲應(yīng)力分量。</p><p>　　SBYT = -MZymax / Izz </p><p>　　SBYB = -MZymin / Izz </p>

87、<p>　　SBZT = MYzmax / Iyy </p><p>　　SBZB = MYzmin / Iyy </p><p>　　這里MY、MZ 是彎距（SMISC 數(shù)值是2、15、3、16）。數(shù)值Iyy 和Izz 是截面慣性距。對(duì)ASEC梁截面，ANSYS用最大和最小截面尺度，對(duì)于ASEC種類(lèi)的截面，最大最小的Y 和Z 方向直接分別假定在+0.5 到-0.5。</

88、p><p>　　單元應(yīng)力的相應(yīng)定義：</p><p>　　EPELDIR = EX EPELBYT = -KZ ymax </p><p>　　EPELBYB = -KZ ymin </p><p>　　EPELBZT = KYzmax </p><p>　　EPELBZB = KYzmin </p><

89、;p>　　這里EX、KY 和KZ 是總應(yīng)力和曲率（SMISC 數(shù)值是7、8、9、20、21 和22） </p><p>　　輸出的應(yīng)力僅僅對(duì)于單元的彈性行為嚴(yán)格有效。BEAM188 總是組合應(yīng)力來(lái)支持非線(xiàn)性材料的行為。當(dāng)單元和非線(xiàn)性材料相關(guān)的時(shí)候，組合應(yīng)力最好作為線(xiàn)性近似來(lái)對(duì)待，應(yīng)該謹(jǐn)慎的說(shuō)明。</p><p>　　單元運(yùn)用以下符號(hào)輸出定義表格：</p><p&g

90、t;　　在name 列的冒號(hào)表示該項(xiàng)目可以通過(guò)構(gòu)成名字的方法來(lái)獲得。第0列表示該項(xiàng)有效的說(shuō)明在文件Jobname.OUT 中。R 列表示該項(xiàng)的結(jié)果顯示在results 文件中。</p><p>　　無(wú)論在0還是R 列中，Y表示該項(xiàng)一直是可用的。數(shù)值表示描述哪里該項(xiàng)是選擇性提供的腳注，－表示該項(xiàng)不提供。</p><p>　　剪切應(yīng)力由扭轉(zhuǎn)和橫向荷載引起。BEAM188/BEAM189 基于一

91、階剪切變形理論，和廣泛知道的鐵木辛哥梁理論。橫向剪切應(yīng)變對(duì)于截面是常數(shù)，因此基于橫向剪應(yīng)力剪切能量。建立通過(guò)提前確定的梁橫截面剪應(yīng)力分布系數(shù)重新分布，可用于輸出的目的。默認(rèn)，ANSYS將僅僅輸出扭轉(zhuǎn)荷載導(dǎo)致的剪應(yīng)力，keyopt(4)用來(lái)激活由屈曲和橫向荷載引起的剪切應(yīng)力的輸出。</p><p>　　橫向剪應(yīng)力的分布的精度和截面模型的單元?jiǎng)澐志戎苯映杀壤P(guān)系（為了定義翹曲、剪切重心和其他截面幾何屬性）。截面邊緣

92、的牽引自由狀態(tài)僅僅在截面定義合適的模型適用。</p><p>　　默認(rèn)的，ANSYS運(yùn)用劃分網(wǎng)格的密度（對(duì)于截面模型）， 這個(gè)密度提供扭轉(zhuǎn)硬化、翹曲硬化和慣性屬性、剪切中心定義的精確結(jié)果。默認(rèn)的網(wǎng)格劃分運(yùn)用對(duì)于非線(xiàn)性材料的計(jì)算也是合適的。然而，如果由橫向力引起的剪應(yīng)力分布如果要十分精確的捕捉的話(huà)需要更多的截面模型的定義。注意：增加截面網(wǎng)格劃分的尺寸，并不是導(dǎo)致更大的計(jì)算量，如果相關(guān)的材料是線(xiàn)性的話(huà)。Sectype

93、和secdata命令描述允許定義截面網(wǎng)格劃分的密度。</p><p>　　橫向剪應(yīng)力分布計(jì)算忽略了泊松比的效應(yīng)。泊松比對(duì)剪切修正因子和剪切應(yīng)力分布有輕微的影響。</p><p>　　BEAM188 Assumptions and Restrictions</p><p>　　BEAM188 假定和約束</p><p><b>　　梁

94、不能0 長(zhǎng)度</b></p><p>　　默認(rèn)的（keyopt（1）＝0）翹曲約束效應(yīng)假定為忽略的。</p><p>　　截面失效和折疊不計(jì)算。</p><p>　　轉(zhuǎn)動(dòng)自由度在集中質(zhì)量矩陣時(shí)不計(jì)算，如果存在偏移的話(huà)。</p><p>　　對(duì)于土木工程建立框架模型和典型多層結(jié)構(gòu)模型而言每個(gè)構(gòu)件運(yùn)用單一單元時(shí)一種普通的實(shí)踐。因?yàn)闄M向

95、位移的三次插值，BEAM4 和BEAM44 對(duì)于這樣一種方法更合適。然而，如果BEAM188 需要有那樣的需要，確定對(duì)于每個(gè)構(gòu)件運(yùn)用幾種單元。BEAM188 包括橫向剪力的效應(yīng)。</p><p>　　單元采用完整的牛頓－拉夫森方法計(jì)算最好（那是默認(rèn)的計(jì)算控制選項(xiàng)）。對(duì)于非線(xiàn)性問(wèn)題，那由大轉(zhuǎn)動(dòng)決定，要求不可以使用pred，on。</p><p>　　注意僅僅可以分析適當(dāng)厚度的梁。參考&quo

96、t;BEAM188 Input Data"來(lái)獲取更多信息。</p><p>　　當(dāng)一種截面有多種材料復(fù)合的時(shí)候，/eshape 用來(lái)提出應(yīng)力等值線(xiàn)（和其他數(shù)值）， 單元平均通過(guò)材料邊緣的應(yīng)力。為了限制這樣的行為，在材料周?chē)\(yùn)用小截面元。沒(méi)有輸入選項(xiàng)來(lái)通過(guò)這樣的行為。</p><p>　　當(dāng)用SSTIF，ON 定義應(yīng)力強(qiáng)化時(shí)，在幾何非線(xiàn)性分析（NLGEOM，ON） 適用。在幾何線(xiàn)性

97、分析中是忽略的(NLGEOM,OFF)。預(yù)應(yīng)力可以通過(guò)pstres 命令激活。</p><p><b>　　2.3 開(kāi)始建模</b></p><p>　　有限元分析的最終目的是要還原一個(gè)實(shí)際工程系統(tǒng)的數(shù)學(xué)行為特征，換句話(huà)說(shuō)分析必須是針對(duì)一個(gè)物理原型準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型。從廣義上講，模型包括所有的節(jié)點(diǎn)、單元、材料屬性、實(shí)常數(shù)、邊界條件，以及其它用來(lái)表現(xiàn)這個(gè)物理系統(tǒng)的特征。在A

98、NSYS術(shù)語(yǔ)中，模型生成一般狹義地指用節(jié)點(diǎn)和單元表示空間體域和系統(tǒng)的連接生成過(guò)程。因此，在這里討論的模型生成是指，模型和節(jié)點(diǎn)單元的幾何造型?？梢杂脙煞N方法來(lái)生成模型：實(shí)體建模和直接生成。對(duì)于實(shí)體建模，需要描述模型的幾何邊界，建立對(duì)單元大小及形狀的控制，然后令A(yù)NSYS程序自動(dòng)生成所有的節(jié)點(diǎn)和單元。與之對(duì)比，用直接生成方法，在定義ANSYS實(shí)體模型之前，必須確定每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置，及每個(gè)單元的大小、形狀和連接。盡管有些數(shù)據(jù)自動(dòng)生成是可能的，直

99、接生成方法基本上是依次傳遞的，這種方法要求在建立有限元網(wǎng)格時(shí)記錄所有的節(jié)點(diǎn)號(hào)。這種詳細(xì)的記錄對(duì)于大模型來(lái)說(shuō)是乏味的，并很可能出錯(cuò)。實(shí)體建模一般比直接生成方法更加有效和通用，是一般建模的首選方法。</p><p>　　建模在ANSYS系統(tǒng)中包括廣義與狹義兩層含義，廣義模型包括實(shí)體模型和在載荷與邊界條件下的有限元模型，狹義則僅僅指建立的實(shí)體模型與有限元模型。建模的最終目的是獲得正確的有限元網(wǎng)格模型，保證網(wǎng)格具有合理的

100、單元形狀，單元大小密度分布合理，以便施加邊界條件和載荷，保證變形后仍具有合理的單元形狀，場(chǎng)量分布描述清晰等。</p><p>　　1. 建立實(shí)體模型的兩種途徑　　(1) 利用ANSYS自帶的實(shí)體建模功能創(chuàng)建實(shí)體模型；　　(2) 利用ANSYS與其他軟件接口導(dǎo)入其他二維或三維軟件所建立的實(shí)體模型?！　?. 實(shí)體建模的三種方式　　(1) 自底向上的實(shí)體建模　　由建立最低圖元對(duì)象的點(diǎn)到最高圖元對(duì)象的體，即先定

101、義實(shí)體各頂點(diǎn)的關(guān)鍵點(diǎn)，再通過(guò)關(guān)鍵點(diǎn)連成線(xiàn)，然后由線(xiàn)組合成面，最后由面組合成體?！　?2) 自頂向下的實(shí)體建?！　≈苯咏⒆罡邎D元對(duì)象，其對(duì)應(yīng)的較低圖元面、線(xiàn)和關(guān)鍵點(diǎn)同時(shí)被創(chuàng)建。　　(3) 混合法自底向上和自頂向下的實(shí)體建?！　】筛鶕?jù)個(gè)人習(xí)慣采用混合法建模，但應(yīng)該考慮要獲得什么樣的有限元模型，即在網(wǎng)格劃分時(shí)采用自由網(wǎng)格劃分或映射網(wǎng)格劃分。自由網(wǎng)格劃分時(shí)，實(shí)體模型的建立比較簡(jiǎn)單，只要所有的面或體能接合成一體就可以：映射網(wǎng)格劃分時(shí)，平

102、面結(jié)構(gòu)一定要四邊形或三邊形的面相接而成。</p><p>　　實(shí)體模型的建立與CAD軟件相似，利用點(diǎn)、線(xiàn)、面積、體積組合之后，由邊界來(lái)決定網(wǎng)格。確定了每邊單元數(shù)目和單元尺寸后，ANSYS的內(nèi)建程序即能自動(dòng)產(chǎn)生網(wǎng)格，即自動(dòng)產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)及單元，并同時(shí)完成有限元模型。自動(dòng)網(wǎng)格建立法，對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)有更好的效果，尤其對(duì)三維空間結(jié)構(gòu)體系的分析最為有用。</p><p>　　本文利用的是ANSYS自帶的實(shí)

103、體建模功能創(chuàng)建實(shí)體。</p><p>　　圖2-4 模型示意圖</p><p>　　2.3.1 材料性質(zhì)</p><p>　　本模型用的是BEAM188單元，檢測(cè)臂使用材料為Q235 鋼，屈服極限235MPa，密度為7800kg/m，楊氏彈性模量約為210GPa，泊松比為0.3。</p><p>　　2.3.2 施加約束</p>

104、<p>　　在左端四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)施加x、y、z三個(gè)方向的約束，其余點(diǎn)不施加約束，整個(gè)檢測(cè)臂相當(dāng)于懸臂的桁架結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖2-5 模型施加約束后示意圖</p><p>　　圖2-6是整個(gè)模型中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　圖2-6 節(jié)點(diǎn)示意圖</p><p>　　第3章 橋梁檢測(cè)車(chē)檢測(cè)臂的靜力學(xué)分析<

105、/p><p>　　3.1 靜載荷簡(jiǎn)述</p><p>　　結(jié)構(gòu)分析的定義：結(jié)構(gòu)分析是有限元分析方法最常用的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)這個(gè)術(shù)語(yǔ)是一個(gè)廣義的概念，它包括土木工程結(jié)構(gòu)，如橋梁和建筑物；汽車(chē)結(jié)構(gòu)，如車(chē)身骨架；海洋結(jié)構(gòu)，如船舶結(jié)構(gòu)；航空結(jié)構(gòu)，如飛機(jī)機(jī)身等；同時(shí)還包括機(jī)械零部件，如活塞，傳動(dòng)軸等等。</p><p>　　靜力分析計(jì)算在固定不變的載荷作用下結(jié)構(gòu)的效應(yīng)，它不考

106、慮慣性和阻尼的影響，如結(jié)構(gòu)受隨時(shí)間變化載荷的情況?？墒?，靜力分析可以計(jì)算那些固定不變的慣性載荷對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，如重力和離心力，以及那些可以近似為等價(jià)靜力作用的隨時(shí)間變化載荷，如通常在許多建筑規(guī)范中所定義的等價(jià)靜力風(fēng)載和地震載荷?！　?lt;/p><p>　　下面是對(duì)本例的簡(jiǎn)單描述</p><p>　　（1）鋼桁架用鋼材制造的桁架。工業(yè)與民用建筑的屋蓋結(jié)構(gòu)、吊車(chē)梁、橋梁和水工閘門(mén)等，常用鋼桁架作為

107、主要承重構(gòu)件。最常采用的是平面桁架，在橫向荷載作用下其受力實(shí)質(zhì)是格構(gòu)式的梁。鋼桁架與實(shí)腹式的鋼梁相比較，其特點(diǎn)是以弦桿代替翼緣和以腹桿代替腹板，而在各節(jié)點(diǎn)處通過(guò)節(jié)點(diǎn)板(或其它零件)用焊縫或其它連接將腹桿和弦桿互相連接；有時(shí)也可不用節(jié)點(diǎn)板而直接將各桿件互相焊接(或其它連接)。這樣，平面桁架整體受彎時(shí)的彎矩表現(xiàn)為上、下弦桿的軸心受壓和受拉，剪力則表現(xiàn)為各腹桿的軸心受壓或受拉。定義約束，檢測(cè)臂在工作時(shí)，前后兩節(jié)桁架是相互配合關(guān)系，檢測(cè)臂之間只