高空作業(yè)車(chē)伸縮臂結(jié)構(gòu)性能分析.pdf

1、用于舉升檢修人員的伸縮臂是高空作業(yè)車(chē)的重要的構(gòu)件。伸縮臂的滑塊處同時(shí)受正壓力以及摩擦力作用，該處計(jì)算模型的簡(jiǎn)化合理與否直接影響其分析計(jì)算的準(zhǔn)確性。
　　接觸問(wèn)題屬于邊界非線性問(wèn)題，當(dāng)用有限元程序進(jìn)行接觸分析時(shí)，計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)，收斂與否依賴(lài)于模型的復(fù)雜程度以及接觸剛度等因素。在有限元分析中，節(jié)點(diǎn)自由度耦合分析方法為線性分析，不存在收斂問(wèn)題。為了研究這兩種方法在高空作業(yè)車(chē)伸縮臂滑塊區(qū)域分析中的差異以及相互替代的條件，在有限元軟件ANSY

2、S中分別建立了伸縮臂接觸模型和節(jié)點(diǎn)自由度耦合模型。分析結(jié)果表明:在模擬滑塊接觸時(shí)，自由度耦合方法得到的結(jié)果接近于接觸模型;但在鉸接支座處由于這兩種模型差異較大，兩者計(jì)算結(jié)果相差很大。在此伸縮臂結(jié)構(gòu)分析中，雖然接觸模型中的接觸應(yīng)力隨載荷呈非線性變化，但兩種模型中結(jié)構(gòu)Von Mises等效應(yīng)力隨載荷均為線性變化，這是兩種模型在一定條件下可以相互替代的必要條件。
　　疲勞失效是結(jié)構(gòu)的常見(jiàn)失效形式。當(dāng)伸縮臂在變幅、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)，會(huì)

3、受到瞬態(tài)沖擊載荷作用，造成結(jié)構(gòu)振動(dòng)，產(chǎn)生應(yīng)力幅和應(yīng)變幅，過(guò)大的應(yīng)力幅以及應(yīng)變幅會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疲勞失效。對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，需要定義Rayleigh阻尼系數(shù)，首先通過(guò)模態(tài)分析獲得需要的頻率范圍，據(jù)此計(jì)算出Rayleigh阻尼系數(shù)，并探討了所選取的頻率范圍對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的影響。通過(guò)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，獲得結(jié)構(gòu)在沖擊載荷作用下的振動(dòng)響應(yīng)，并以此作為載荷譜在疲勞分析軟件FE-SAFE中對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算。疲勞分析結(jié)果表明:不同的計(jì)算方法以及平均

4、應(yīng)力修正方法得到的疲勞壽命相差很大，需要考慮公式的應(yīng)用情況進(jìn)行合理的選擇。通過(guò)研究阻尼比對(duì)結(jié)構(gòu)疲勞壽命的影響，發(fā)現(xiàn)在對(duì)數(shù)坐標(biāo)系下疲勞壽命與阻尼比呈線性變化。
　　一般結(jié)構(gòu)在加工制造過(guò)程中都會(huì)有一定的初始缺陷或者裂紋，這時(shí)在計(jì)算疲勞壽命時(shí)名義應(yīng)力法和局部應(yīng)力應(yīng)變法就不再適用。對(duì)于結(jié)構(gòu)有初始裂紋情況下的剩余壽命的計(jì)算一般應(yīng)用損傷容限法。通過(guò)查閱手冊(cè)以及相關(guān)資料，獲得應(yīng)力強(qiáng)度因子表達(dá)式以及斷裂韌度值，應(yīng)用帕里斯公式，對(duì)受交變載荷的伸縮臂