起重機桁架臂非線性穩(wěn)定性研究.pdf

1、為了滿足日益發(fā)展工程實際的需要，起重機臂架越來越細長化，其穩(wěn)定性問題也日益突出。起重機臂架是復(fù)雜的空間細長結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性問題是典型的非線性極值點失穩(wěn)問題。傳統(tǒng)穩(wěn)定性問題的解析方法只能解決“抽象梁”或者能簡化為“抽象梁”的分叉失穩(wěn)問題，對于臂架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題顯得力不從心。隨著有限單元法和計算機技術(shù)的發(fā)展，特征值屈曲被廣泛應(yīng)用于各類復(fù)雜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析。但是，特征值屈曲分析中假設(shè)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)前為較小變形狀態(tài)且應(yīng)力與變形成線性關(guān)系，而臂架結(jié)構(gòu)在

2、失穩(wěn)前已經(jīng)發(fā)生較大變形且應(yīng)力與變形也非線性關(guān)系，因此，對臂架進行非線性穩(wěn)定性分析尤為必要。
　　本文在充分研究和總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，分析臂架系統(tǒng)的受力情況，建立臂架系統(tǒng)的力學(xué)模型;根據(jù)力學(xué)模型，選擇合適的單元并根據(jù)臂架的幾何結(jié)構(gòu)建立有限元模型;研究非線性迭代過程和自動生成載荷增量（甚至是負增量）的迭代算法——弧長法，保證在計算過程中接近極值點時計算的收斂性，同時保證能夠跟蹤極值點之后的載荷-位移曲線;考慮幾何非線性，對臂架結(jié)

3、構(gòu)進行非線性全過程分析，得到了臂架結(jié)構(gòu)的載荷-位移全過程曲線。
　　以750t級履帶起重機臂架為例，對多種臂架組合和幅度進行非線性全過程分析，得到了相應(yīng)工況下臂架的載荷-位移全過程曲線，通過分析該曲線得到了較為符合工程實際的失穩(wěn)載荷。從中可以看出，進行非線性分析可以得到臂架結(jié)構(gòu)的載荷-位移全過程曲線，該曲線可以清晰地描述臂架穩(wěn)定性性能，從而驗證了非線性全過程分析的可行性，體現(xiàn)了進行非線性全過程分析的必要性。
　　此外，文中還