具有多点柔性支撑结构的起重臂平面外稳定性研究

发布时间：2017-04-20 18:18

  本文关键词：具有多点柔性支撑结构的起重臂平面外稳定性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着国民经济的快速发展，起重机在现代生产施工过程中应用日益广泛。现今起重机向着轻型化、大型化两个方向发展。自行架设、快速转场的快装式塔机成为轻型起重机的发展热点；多拉杆大臂长塔机、主副臂组合臂架履带吊及带腰绳装置的大臂长履带吊则成为大型起重机的重要发展趋势。上述两类起重臂均带有柔性绳索牵拉系统，柔性绳索的拉力为非保向力，使起重臂的结构计算变得复杂，相应的稳定分析多依赖于有限元法数值解，鲜有失稳特征方程解析式。有鉴于此，本文对柔性绳索牵拉下的多点柔性支撑起重臂平面外稳定性进行研究，以期对相应起重机的发展做出些许贡献。 首先采用基于二阶理论的微分方程法推导了单拉杆、双拉杆起重臂平面外失稳特征方程解析式，，并推导了多拉杆牵引起重臂平面外失稳特征方程的递推式。建立了考虑拉杆固结点侧向柔性时的稳定分析模型，得出了计及固结点侧向柔性时单拉杆、双拉杆起重臂平面外失稳特征方程，并进一步探讨了在固结点侧向刚度极限情况下方程的退化形式，失稳特征方程的通用性得到了验证。随后，分析了固结点侧向刚度对臂架稳定承载能力的影响。 引入边界条件及合理的变形协调条件，采用微分方程法推导了快装式塔机具有臂间张拉撑杆起重臂的平面外失稳特征方程。取张拉撑杆水平倾角、撑杆惯性矩及钢绳固结点水平投影位置三个臂架结构参数研究，分析了其对臂架稳定承载能力的影响。随后，引入固结点侧向刚度，推导了计及固结点侧向柔性时臂架的平面外失稳特征方程，并探讨了其对臂架稳定承载能力的影响。 引入边界条件及合理的变形协调条件，采用微分方程法先后推导了弯曲组合梁柱及主副臂组合臂架的平面外失稳特征方程。研究了主副臂夹角对臂架稳定承载能力的影响，结果表明相比于上翘与直梁，主副臂上拱时臂架具有更强的抗失稳能力，柔性绳索牵拉可大大提高臂架的稳定承载能力。随后，推导得出了具有腰绳装置的起重臂平面外失稳特征方程解析式。 本论文系统地研究了目前最常见的多种具有柔性支撑结构的起重臂架平面外稳定性问题，给出了定性的分析，为相关吊臂结构在工程实际中的应用提供了理论支持，也为起重机设计规范的进一步修订与完善做出必要的技术储备。
【关键词】：起重臂 柔性支撑 非保向力 平面外稳定性 失稳特征方程
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH21
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题研究的目的与意义9-11
• 1.2 国内外该方向的研究现状11-15
• 1.2.1 结构稳定性研究的现状12-14
• 1.2.2 柔性绳索牵拉结构的稳定性研究现状14-15
• 1.2.3 柔性绳索牵拉下起重臂平面外稳定性研究现状15
• 1.3 本文主要研究内容15-17
• 第2章 非保向力作用下起重臂平面外稳定性研究17-38
• 2.1 非保向力作用对结构平面外稳定性的影响17-18
• 2.2 单拉杆起重臂平面外稳定性分析18-20
• 2.3 双拉杆起重臂平面外稳定性分析20-25
• 2.3.1 双拉杆起重臂平面外失稳特征方程20-23
• 2.3.2 算例分析23-25
• 2.4 多拉杆起重臂平面外稳定性分析25-27
• 2.5 计及固结点侧向柔性时起重臂平面外稳定性分析27-34
• 2.5.1 单拉杆起重臂平面外失稳特征方程27-28
• 2.5.2 单拉杆起重臂平面外失稳特征方程的退化28-29
• 2.5.3 双拉杆起重臂平面外失稳特征方程29-32
• 2.5.4 双拉杆起重臂平面外失稳特征方程的退化32-34
• 2.6 固结点侧向刚度对起重臂稳定性的影响34-37
• 2.6.1 固结点侧向刚度对单吊点起重臂稳定性影响34-35
• 2.6.2 固结点侧向刚度对双吊点起重臂稳定性影响35-37
• 2.7 本章小结37-38
• 第3章 具有臂间撑杆的多吊点起重臂平面外稳定性研究38-56
• 3.1 具有臂间撑杆的起重臂平面外稳定性分析38-46
• 3.1.1 具有臂间撑杆的起重臂平面外失稳特征方程39-44
• 3.1.2 算例分析44-46
• 3.2 具有臂间撑杆的起重臂平面外稳定性影响因素46-49
• 3.2.1 撑杆水平倾角的影响46-47
• 3.2.2 撑杆惯性矩的影响47-48
• 3.2.3 固结点水平投影位置的影响48-49
• 3.3 计及固结点侧向柔性时起重臂平面外稳定性分析49-55
• 3.3.1 起重臂平面外失稳特征方程49-53
• 3.3.2 固结点侧向刚度对起重臂稳定性影响53-55
• 3.4 本章小结55-56
• 第 4 章 组合臂架的平面外稳定性研究56-71
• 4.1 弯曲组合梁柱的平面外稳定性分析56-60
• 4.1.1 弯曲组合梁柱的平面外失稳特征方程56-58
• 4.1.2 算例验证58-60
• 4.2 主副组合臂架平面外稳定性分析60-65
• 4.2.1 主副组合臂架平面外失稳特征方程60-64
• 4.2.2 算例分析64-65
• 4.3 带腰绳装置的起重臂平面外稳定性分析65-70
• 4.3.1 带腰绳装置的起重臂平面外失稳特征方程66-69
• 4.3.2 算例分析69-70
• 4.4 本章小结70-71
• 结论71-73
• 参考文献73-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文76-78
• 致谢78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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本文编号：319273