U型伸縮臂下滑塊調(diào)整對(duì)接觸應(yīng)力影響研究.pdf

1、箱型伸縮臂已在工程機(jī)械設(shè)備諸如汽車(chē)起重機(jī)、登高平臺(tái)車(chē)中得到廣泛應(yīng)用，并向著大型、超大型方向發(fā)展。隨著承載量及作業(yè)高度的不斷增大，對(duì)伸縮臂的強(qiáng)度、穩(wěn)定性等各方面性能提出了更高的要求。目前，主要通過(guò)優(yōu)化截面形式、使用高性能材料等方法來(lái)提高伸縮臂的性能，以滿足使用要求。伸縮臂截面形式從四邊形、六邊形逐漸發(fā)展到U型、橢圓形等。
　　伸縮臂的每節(jié)臂架之間通過(guò)與滑塊的接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)搭接，滑塊起到導(dǎo)向定位、傳遞載荷等作用。伸縮臂與滑塊的接觸區(qū)受力情

2、況比較復(fù)雜，且容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，臂架的危險(xiǎn)截面一般也出現(xiàn)在滑塊搭接部位。因此，對(duì)滑塊進(jìn)行合理的改進(jìn)，以減小伸縮臂與滑塊接觸區(qū)最大應(yīng)力、獲得理想的接觸應(yīng)力分布顯得尤為必要。同時(shí)，對(duì)于進(jìn)一步提高伸縮臂的承載能力、局部穩(wěn)定性等有重要的意義。
　　本文借助于顯式動(dòng)力有限元程序LS-DYNA，針對(duì)U型截面伸縮臂，利用顯式接觸算法對(duì)伸縮臂與下滑塊進(jìn)行了接觸分析，得到伸縮臂與滑塊間的接觸應(yīng)力分布。在此基礎(chǔ)上，研究了下滑塊調(diào)整對(duì)伸縮臂接觸應(yīng)力的影

3、響。具體研究工作如下:
　　(1)介紹了伸縮臂結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其截面形式，研究了LS-DYNA顯式有限元接觸算法及其在伸縮臂接觸分析中的應(yīng)用。
　　(2)根據(jù)1200噸全路面汽車(chē)起重機(jī)分析了U型截面伸縮臂結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在LS-DYNA中建立了伸縮臂與下滑塊的顯式有限元接觸模型。通過(guò)定義伸縮臂與下滑塊接觸類型，并設(shè)置合理的接觸控制選項(xiàng)和求解控制選項(xiàng)，對(duì)伸縮臂與下滑塊進(jìn)行顯式接觸分析。
　　(3)研究了接觸剛度系數(shù)、質(zhì)量縮放技術(shù)、上

4、滑塊等效方案等因素對(duì)伸縮臂與下滑塊接觸分析結(jié)果的影響。對(duì)不同因素分別做了大量的計(jì)算，通過(guò)對(duì)比分析所得結(jié)果，選取了合理的接觸剛度系數(shù)、時(shí)間步長(zhǎng)以及上滑塊等效方案。
　　(4)研究了下滑塊徑向厚度調(diào)整、下滑塊底部或前端剛度調(diào)整對(duì)伸縮臂接觸應(yīng)力的影響。計(jì)算結(jié)果表明當(dāng)伸縮臂與下滑塊接觸區(qū)底部存在適當(dāng)縫隙時(shí)，可有效減小臂架接觸區(qū)最大應(yīng)力;但當(dāng)縫隙逐漸增大時(shí)，會(huì)在縫隙兩側(cè)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，反而增大了接觸區(qū)應(yīng)力。通過(guò)改變下滑塊底部或前端剛度，可