类椭圆截面吊臂的约束扭转特性研究.pdfVIP

第 3期 机械设计 与制造 2012年 3月 Machinery Design Manufacture 237 文章编号：1001—3997(2012)03—0237—02 类椭圆截面吊臂的约束扭转特性研究术 张 宇 张仲鹏 (西南交通大学 机械工程研究所，成都 610031) StudyOffthethin—．walledbeam withclosedcurveboundary sectionunderrestrainedtorsion ZHANGYu，ZHANGZhong—peng (ResearchInstituteofMechanicalEngineeringofSouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China) 【摘 要】综合分析常见椭圆截面和大圆角矩形截面大吨位起重机吊臂结构力学性能，提出了一 种类椭圆截面起重机吊臂结构。根据吊臂旋转平面受力状态，可将基本臂简化为闭口曲边截面悬臂薄 壁梁力学模型。然后基于乌曼斯基理论，推导了该力学模型的约束扭转特性计算公式。并基于MSC． PATRAN／NASTRAN有限元数值分析验证了理论计算公式的正确性。通过算例分析，获取了一类椭圆 截面吊臂的约束扭转翘曲正应力和翘曲位移等重要分析参数。研究表明，推导的理论公式可为类椭圆 起重机 吊臂的约束扭转分析提供一种简便可行的计算方法。 关键词：类椭圆起重机吊臂；闭口曲边截面；约束扭转；翘 曲正应力；翘 曲位移 【Abstract】Comprehensiveanalysisisdoneforthestructuremechnaicsperformanceoflargetonnage cranelazyramwithfamiliraovalsectionnadlargeroundedrectanglesection，andakindovalsectionCrane lazyramstructureisprpaosed．Accordingtothestressstateofthearmintherotationplane，thebasicram canbesimplfiiedasadynamicsmodelofthin——walledcantileverbema withclosedandcurvede@esection． Basedonthewumansjitheory，thecalculateformulaforthemechanicsmodelunderrestrainedtotsionis derived．ThenthecorrectnessofthetheoreticalcalculationformulasisverfiiedbasedonFEMnumerical analysisMSC．PATRAN／NASTRAN．Bystudyinganexma ple，theimportantnaalysisparametersraeobtained suchasthewrapnormalstressofrestrainedtorsion，wrapdisplacement．Thisstudyprovidesaleasiblecom- putingmethodfortherestrainedtorsionoflikenessovalCranearm． Keywords：Likenessovalcranearm；Closedcurveedgesection；Restrained torsion；W arp nor— realstress；W arpdisplacement 中图分类号：TH16，TH21 文献标识码 ：A 1前言 而在旋转平面内，吊臂末端可简化为固定约束I81。所以此时吊臂工