鐵路救援起重機彈性式吊臂的全體結構整個吊臂系統是由3節吊臂構成,分別是:1節臂與轉臺的銜接是較接,并且由變幅液壓缸支撐。2節臂是靠彈性液缸支撐在根本臂內,并且經過滑塊導向。3節臂與2節臂的銜接同上。3節臂頭部裝置有滑輪組,并且為了使起重機可以在地道內作業,吊臂頭部還裝置有羊角鉤1461.詳細結構如。
吊臂實際結構。1節臂鉸點2變幅液壓缸鉸點3.羊角鉤4.1節臂52節臂63節臂2工況剖析依據各節吊臂在作業情況下或許的*風險的情況確定核算工況,起重機典型的工況見表1其吊臂受力簡圖如所示。圖中各物理量:M為鋼絲繩與吊重產生附加彎矩:N為軸向力;Py為切向力;T為貨品偏擺產生的扭矩;F為F與Px合力;F1為鋼絲繩受力;Px為切向載荷。
表1起重機典型的工況工況幅度/m吊重力矩/(m)為便于模型各種工況的剖析,并且便利后續優化,規劃選用參數化建模。
資料設置,為使吊臂機械性能好,自重輕,選取高強度鋼21,本文選用的高強度鋼,抗拉強度為1100MPa滑塊選用鑄青銅資料。因為接受壓力大,在帶載彈性時會使吊臂滑塊處產生很大的摩擦熱,假如選用尼龍滑塊在誤操作情況下簡單焚毀。
經過對吊臂進行合理的力學剖析判斷,吊臂產生失效都是在各節吊臂的根部,吊臂頭部有很多加強板加固,規劃剛度大,接受彎矩小,在獨自剖析3個節臂頭部時發現吊臂頭部應力都在100MPa以下,所以可以對吊臂頭部進行簡化,不樹立各節吊臂頭部加強板,便于后面的有限元優化。對吊臂做如下簡化:各節臂加強筋板全部疏忽,但是要施加其質量;各節臂頭部簡化處理,沒有打箍;變幅液壓缸與吊臂銜接處簡化,經過在變幅液壓缸處施加相應的束縛;建模時疏忽3節臂頭部,便利優化。
樹立各節臂的滑塊,滑塊與吊臂之間經過aVERLP布爾運算和節點耦合運算保證滑塊與各節吊臂之間牢靠銜接,并且保證滑塊與吊臂之間可以相對移動。
使用傳統理論規劃辦法得到的吊臂各尺度,對各節吊臂和滑塊進行參數化建模,見滑塊單元選用SOLD92吊臂選用SHELI93這2種單元都為超單元,適合于曲面結構的剖析,能有效地保證核算成果精確性。
4加載剖析41資料參數105MPa泊松比0.3資料密42束縛在變幅液壓缸和1節臂根部2個鉸點處施加束縛。1節臂根部較點束縛的自由度:UilYU3ROTROT.變幅液壓缸較點處束縛:Ux43加載3類載荷:根本載荷、附加載荷、特殊載荷。
自重載荷Q需考慮動載系數;吊重載荷Pq需考慮動載系數92;鋼絲繩拉力;因為吊重偏載而引起的端部彎矩。
風壓取為150Pa慣性載荷,回轉角加速度a=0.01md/S貨品偏擺載荷Ph=0.05Pq=80.017kN由鋼絲繩和吊重偏心引起的扭轉載荷t=ft施加以上載荷,求解可得到吊臂變形圖,為工況4的變形圖。
工況4吊臂受載后變形核算成果表2各工況核算成果工況實際*大應力值/MPa許用應力值/MR1590.726242499.816243317.選用上限值550MPa主要從全體穩定性和隨由表2可知:起重機吊臂的剛度余量較大,而工況1應力值到達590.72MP,a應對吊臂進行優化。
6優化模型的優化原則便是要使吊臂在*風險的工況性能*優,挑選*風險的工況進行優化。依據上述剖析挑選工況4作為風險工況。使用ADL文件直接進行優化。其間3大優化元素:Ta:上限值16下限值8因為各節臂截面尺度是有相關的,所以以1節臂的截面參數A、B作為規劃變量就可以了。T2、飛6為2節臂和3節臂的厚度(見)。
①強度束縛:吊臂根部的節點應力值均<機載荷考慮151,經過理論核算放大系數均在0.95以上,為安全起見,取550/624=0.88全體穩定性到達要求,并且安全余量足夠大。
剛度束縛:使吊臂頭部的剛度束縛在許用范圍內,為變幅平面和回轉平面的剛度。因為吊臂是和轉臺相連,無需獨自剖析吊臂的動剛度。
幾何條件束縛:各節臂之間套接應滿意1節臂截面各方向尺度要比2節臂大100mm上下限束縛:各個尺度滿意必定的上下限值。
表3優化成果參數優化成果圓整取值B丨1/潘吊臂質量/t減重7結論本文對橢圓形截面吊臂進行了ANSYS建模剖析及有限元優化。
構進行精確的核算。
剪叉式液壓升降臺的規劃核算曾午平衛良保太原科技大學太原剪叉式液壓升降臺不只廣泛應用于倉庫、機場、車站、碼頭和工廠等地的貨品起升、裝卸及轉移作業,并且適用于各類工程的高空保護與修理。因此從曩昔引進技術的合資出產到現在自主品牌的國產化發展迅速。但產品開發中因為規劃核算辦法不盡完善而導致產品笨重或過于精減引發安全事故。本文針對剪叉式液壓升降臺的結構特征,剖析機構受力特色,總結出共性組件模塊,推演出普遍適用的規劃核算辦法。
1結構特征剖析剪叉式液壓升降臺的結構型式多種多樣,從低起升到高起升,組成剪叉臂桿的數目多,液壓缸的布置形式多樣。但不論何種形式,其主要由底座、液壓缸支承的起升作業臂架和承載渠道3部分組成,且為中心對稱結構。剖析液壓缸支承的起升作業臂架,整體是依起升高度按根本構件組合而成的多層結構的受力體。如所示的單側剪叉臂架按液壓缸層數可當作1液壓缸推3副剪叉的3層結構。因此經過概括各種形式的液壓剪叉升降臺,依對稱性按液壓缸推進剪叉數量均可劃分為1液壓缸推進1副剪叉、1液壓缸推進2副剪叉和1液壓缸推進3副剪叉的3種根本構件組。這種模塊化的結構共性特征為程序化標準的規劃橢圓形截面是八邊形截面的演化,具有很好的抗委曲才能,所以吊臂自重得到了大大的削減,吊臂資料得到了更充分的應用。
有限元優化吊臂間的銜接關系的處理,對優化成果精度影響很大,本文用自由度耦合是符合實際的。
吊臂實際結構。1節臂鉸點2變幅液壓缸鉸點3.羊角鉤4.1節臂52節臂63節臂2工況剖析依據各節吊臂在作業情況下或許的*風險的情況確定核算工況,起重機典型的工況見表1其吊臂受力簡圖如所示。圖中各物理量:M為鋼絲繩與吊重產生附加彎矩:N為軸向力;Py為切向力;T為貨品偏擺產生的扭矩;F為F與Px合力;F1為鋼絲繩受力;Px為切向載荷。
表1起重機典型的工況工況幅度/m吊重力矩/(m)為便于模型各種工況的剖析,并且便利后續優化,規劃選用參數化建模。
資料設置,為使吊臂機械性能好,自重輕,選取高強度鋼21,本文選用的高強度鋼,抗拉強度為1100MPa滑塊選用鑄青銅資料。因為接受壓力大,在帶載彈性時會使吊臂滑塊處產生很大的摩擦熱,假如選用尼龍滑塊在誤操作情況下簡單焚毀。
經過對吊臂進行合理的力學剖析判斷,吊臂產生失效都是在各節吊臂的根部,吊臂頭部有很多加強板加固,規劃剛度大,接受彎矩小,在獨自剖析3個節臂頭部時發現吊臂頭部應力都在100MPa以下,所以可以對吊臂頭部進行簡化,不樹立各節吊臂頭部加強板,便于后面的有限元優化。對吊臂做如下簡化:各節臂加強筋板全部疏忽,但是要施加其質量;各節臂頭部簡化處理,沒有打箍;變幅液壓缸與吊臂銜接處簡化,經過在變幅液壓缸處施加相應的束縛;建模時疏忽3節臂頭部,便利優化。
樹立各節臂的滑塊,滑塊與吊臂之間經過aVERLP布爾運算和節點耦合運算保證滑塊與各節吊臂之間牢靠銜接,并且保證滑塊與吊臂之間可以相對移動。
使用傳統理論規劃辦法得到的吊臂各尺度,對各節吊臂和滑塊進行參數化建模,見滑塊單元選用SOLD92吊臂選用SHELI93這2種單元都為超單元,適合于曲面結構的剖析,能有效地保證核算成果精確性。
4加載剖析41資料參數105MPa泊松比0.3資料密42束縛在變幅液壓缸和1節臂根部2個鉸點處施加束縛。1節臂根部較點束縛的自由度:UilYU3ROTROT.變幅液壓缸較點處束縛:Ux43加載3類載荷:根本載荷、附加載荷、特殊載荷。
自重載荷Q需考慮動載系數;吊重載荷Pq需考慮動載系數92;鋼絲繩拉力;因為吊重偏載而引起的端部彎矩。
風壓取為150Pa慣性載荷,回轉角加速度a=0.01md/S貨品偏擺載荷Ph=0.05Pq=80.017kN由鋼絲繩和吊重偏心引起的扭轉載荷t=ft施加以上載荷,求解可得到吊臂變形圖,為工況4的變形圖。
工況4吊臂受載后變形核算成果表2各工況核算成果工況實際*大應力值/MPa許用應力值/MR1590.726242499.816243317.選用上限值550MPa主要從全體穩定性和隨由表2可知:起重機吊臂的剛度余量較大,而工況1應力值到達590.72MP,a應對吊臂進行優化。
6優化模型的優化原則便是要使吊臂在*風險的工況性能*優,挑選*風險的工況進行優化。依據上述剖析挑選工況4作為風險工況。使用ADL文件直接進行優化。其間3大優化元素:Ta:上限值16下限值8因為各節臂截面尺度是有相關的,所以以1節臂的截面參數A、B作為規劃變量就可以了。T2、飛6為2節臂和3節臂的厚度(見)。
①強度束縛:吊臂根部的節點應力值均<機載荷考慮151,經過理論核算放大系數均在0.95以上,為安全起見,取550/624=0.88全體穩定性到達要求,并且安全余量足夠大。
剛度束縛:使吊臂頭部的剛度束縛在許用范圍內,為變幅平面和回轉平面的剛度。因為吊臂是和轉臺相連,無需獨自剖析吊臂的動剛度。
幾何條件束縛:各節臂之間套接應滿意1節臂截面各方向尺度要比2節臂大100mm上下限束縛:各個尺度滿意必定的上下限值。
表3優化成果參數優化成果圓整取值B丨1/潘吊臂質量/t減重7結論本文對橢圓形截面吊臂進行了ANSYS建模剖析及有限元優化。
構進行精確的核算。
剪叉式液壓升降臺的規劃核算曾午平衛良保太原科技大學太原剪叉式液壓升降臺不只廣泛應用于倉庫、機場、車站、碼頭和工廠等地的貨品起升、裝卸及轉移作業,并且適用于各類工程的高空保護與修理。因此從曩昔引進技術的合資出產到現在自主品牌的國產化發展迅速。但產品開發中因為規劃核算辦法不盡完善而導致產品笨重或過于精減引發安全事故。本文針對剪叉式液壓升降臺的結構特征,剖析機構受力特色,總結出共性組件模塊,推演出普遍適用的規劃核算辦法。
1結構特征剖析剪叉式液壓升降臺的結構型式多種多樣,從低起升到高起升,組成剪叉臂桿的數目多,液壓缸的布置形式多樣。但不論何種形式,其主要由底座、液壓缸支承的起升作業臂架和承載渠道3部分組成,且為中心對稱結構。剖析液壓缸支承的起升作業臂架,整體是依起升高度按根本構件組合而成的多層結構的受力體。如所示的單側剪叉臂架按液壓缸層數可當作1液壓缸推3副剪叉的3層結構。因此經過概括各種形式的液壓剪叉升降臺,依對稱性按液壓缸推進剪叉數量均可劃分為1液壓缸推進1副剪叉、1液壓缸推進2副剪叉和1液壓缸推進3副剪叉的3種根本構件組。這種模塊化的結構共性特征為程序化標準的規劃橢圓形截面是八邊形截面的演化,具有很好的抗委曲才能,所以吊臂自重得到了大大的削減,吊臂資料得到了更充分的應用。
有限元優化吊臂間的銜接關系的處理,對優化成果精度影響很大,本文用自由度耦合是符合實際的。