伸缩臂履带起重机带载行驶动特性研究

发布时间：2017-04-24 18:13

  本文关键词：伸缩臂履带起重机带载行驶动特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：伸缩臂履带起重机综合了汽车起重机伸缩式臂架和履带起重机带载行驶的优点,广泛应用于空间受限、路面不平、频繁转场等场合。带载行驶工况是伸缩臂履带起重机的重要工作工况。带载行驶过程中,随机路面不平度激励、直线加减速产生的惯性力及转向行驶产生的离心力会引起臂架的振动及吊重摆振,从而产生冲击载荷。目前国内外未见有相关文献对伸缩臂履带起重机带载行驶产生的影响进行研究。为此,本课题以35t伸缩臂履带起重机为研究对象,运用理论分析与动力学仿真相结合的方法,对带载行驶过程中产生的冲击载荷进行了研究。课题主要的研究工作如下： (1)建立了随机路面激励下的伸缩臂履带起重机动力学模型,对短、中、长3种典型臂架姿态下带载以最大速度行驶于不同等级路面进行了动力学分析。运用谐波叠加法建立了国内常见的四种等级路面的路面不平度,基于刚柔耦合方法,分别建立了柔性臂架系统、柔性钢丝绳及转台系统的刚体模型,对履带底盘系统进行了简化,将不同等级路面不平度激励作用于支重轮得到了整机的动力学模型。对整机进行动力学分析,得到了运行冲击系数随臂架伸出长度及路面等级的变化规律。 (2)建立了伸缩臂履带起重机直线加减速行驶时吊重摆振的非线性动力学模型,对不同驱动加速度及不同绳长工况进行了动力学分析。根据直线加减速带载行驶的特点对吊重摆振系统模型进行了简化,在此基础上基于第二类拉格朗日方法建立了吊重摆振的非线性动力学方程,运用数值求解方法得到了不同工况下的水平惯性力冲击系数和垂直惯性力冲击系数。 (3)建立了伸缩臂履带起重机带载转向行驶的动力学模型,分别对三种典型臂架姿态下整机以不同转向半径带载行驶及整机以不同转向加速度带载行驶进行了动力学分析。基于整机匀速转向过程中受力平衡及力矩平衡原理,采用数值方法求解出伸缩臂履带起重机匀速转向时的转向角速度和转向半径,在此基础上对履带底盘系统进行了简化,进而建立了带载转向行驶的整机动力学模型。对带载转向行驶进行了动力学分析,得到了不同转向半径及不同转向加速度下的切向惯性力冲击系数及法向惯性力冲击系数。 通过对35t伸缩臂履带起重机带载行驶进行研究,得到了相应行驶状态下的冲击系数及其变化规律,研究方法为同类型起重机冲击系数的研究提供了参考,研究成果为该型起重机设计时相关冲击系数的选取提供了依据。
【关键词】：伸缩臂履带起重机 带载行驶 刚柔耦合方法 非线性动力学 冲击系数
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH213.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 伸缩臂履带起重机概述9-10
• 1.2 选题背景及意义10
• 1.3 国内外相关研究现状10-13
• 1.3.1 履带行驶研究现状10-11
• 1.3.2 随机路面不平度建模研究现状11-12
• 1.3.3 刚柔耦合方法研究现状12
• 1.3.4 吊重摆振研究现状12-13
• 1.4 本文主要研究内容及章节安排13-14
• 2 伸缩臂履带起重机带载行驶于不同等级路面的动力学分析14-34
• 2.1 路面随机激励数学模型建立14-16
• 2.1.1 谐波叠加法14-15
• 2.1.2 路面不平度生成15-16
• 2.2 刚柔耦合动力学方程建立方法16-18
• 2.3 整机动力学模型简化18-19
• 2.4 整机动力学模型建立19-28
• 2.4.1 臂架系统建模19-21
• 2.4.2 转台系统建模21-22
• 2.4.3 履带底盘系统建模22
• 2.4.4 起升钢丝绳建模22-25
• 2.4.5 约束及接触力添加25-28
• 2.4.6 驱动输入28
• 2.5 不同等级路面带载行驶动力学分析28-33
• 2.5.1 臂架全缩工况29-30
• 2.5.2 臂架伸出1/4工况30-32
• 2.5.3 臂架全伸工况32-33
• 2.6 本章小结33-34
• 3 伸缩臂履带起重机带载直线加减速行驶动力学分析34-41
• 3.1 直线加减速行驶时系统模型简化34-35
• 3.2 直线加减速行驶系统动力学模型建立35-37
• 3.2.1 广义坐标选择35
• 3.2.2 直线加减速行驶系统动力学方程建立35-36
• 3.2.3 冲击系数定义36-37
• 3.3 算例分析37-40
• 3.3.1 定绳长不同加速度工况37-39
• 3.3.2 定加速度不同绳长工况39-40
• 3.4 本章小节40-41
• 4 伸缩臂履带起重机带载转向行驶动力学分析41-54
• 4.1 整机转向行驶数学模型建立41-46
• 4.1.1 整机转向行驶时运动学分析41-43
• 4.1.2 整机转向行驶受力分析43-46
• 4.2 整机带载转向行驶动力学模型建立46-48
• 4.2.1 各部件系统模型建立46-47
• 4.2.2 约束添加47
• 4.2.3 驱动添加47-48
• 4.3 冲击系数定义48
• 4.4 算例分析48-53
• 4.4.1 臂架全缩工况下带载转向行驶动力学分析49-50
• 4.4.2 臂架伸出1/4工况下带载转向行驶动力学分析50-52
• 4.4.3 臂架全伸工况下带载转向动力学分析52-53
• 4.5 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-58
• 附录A 课题用宏命令流58-60
• 附录B 差速转向时转向角速度及转向半径求解60-62
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况62-63
• 致谢63-64

【参考文献】

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本文编号：324712