全地面起重机超起拉索预紧计算方法研究-建筑机械.PDF

设计计算 DESIGN CALCULATION 全地面起重机超起拉索预紧计算方法研究 1 2 1 2 2 迟海波 ，陈 礼 ，王殿龙 ，徐 伟 ，刘宝隆 （1. 大连理工大学机械工程学院，辽宁 大连 116023 ；2. 大连益利亚工程机械有限公司，辽宁 大连 116085 ） ［摘要］以某500t全地面起重机为研究对象，利用ANSYS有限元软件建立简化的臂架系统模型，采 用抗弯刚度较小的梁单元模拟超起拉索，进行几何非线性分析。以超起拉索长度为变量，以主臂整体应 力和整体稳定性共同决定的起重性能为评价准则，通过算例定量分析得出最优拉索长度，进而反算出对 应的预紧角度与预紧力，为实际工程应用提供参考。 ［关键词］全地面起重机；超起拉索长度；预紧力和预紧角度；几何非线性 ［中图分类号］TH213.6 ［文献标识码］A ［文章编号］1001-554X （2013 ）06-0090-04 Research on the method about guy-rope pretightening of all terrain crane CHI Hai-bo ，CHEN Li ，WANG Dian-long ，XU Wei ，LIU Bao-long 超起装置作为全地面起重机的关键部件，在提 高臂架起重性能上起着至关重要的作用。超起装置 一方面可抵消部分吊载对臂头的弯矩，减小臂架下 超起拉索 缘应力、降低臂头挠度，同时提高了臂架的侧向稳 定性；另一方面会增加臂架的轴向压力及臂架上缘的 超起撑杆 主臂 应力。超起拉索的合理预紧可以大幅度提高整机的起 重性能，因此对拉索预紧的研究具有重要意义。 后拉板 目前，国内外关于全地面起重机超起拉索预 Y zX 变幅油缸 紧的研究尚处于初级阶段。文献［1 ］介绍了不同 类型的超起装置，简单分析对比了安装超起前后起 图1 带超起装置臂架系统有限元模型 重性能的差别。文献［2 ］利用经典力学的能量法 擦力；采用Beam188单元模拟主臂和超起撑杆；主 求解了超起装置的静不定问题，并讨论分析了超起 臂变幅油缸和超起后拉板采用Link10单元模拟，变 撑杆长度、超起张角等参数对臂架受力的影响。文 幅油缸只考虑受压，超起后拉板只考虑受拉。 献［3 ］在考虑悬索效应的基础上，以预紧角度和 超起拉索连接在超起撑杆自由端和主臂臂头 预紧力为研究变量，模拟整个预紧过程，研究分析 之间，其只能承受轴向张力，因此采用抗弯刚度较 得出最优预紧角度和预紧力。本文所提供的计算方 小的梁单元进行模拟，并且要求单元的个数足够 ［3 ］ 法无需进行拉索初始线形的计算和整个复杂预紧过 多 。 程的模拟，便可得到准确的结果。 简化模型中，各结构件间的连接通过结点自 由度耦合实现。从臂架根部向头部看，沿臂架轴线 1 带超起装置臂架系统有限元模型简化 方向为X 轴，垂直于臂架轴线向上为Z轴，垂直于 以某500t全地面起重机为例进行建模，带超起 臂架轴线向左为 Y轴。各构件间的约束形式如表