大型履带起重机主臂强度分析及试验研究

【摘要】履带起重机具有起重能力强，起升高度高，可带载行驶等优点，在石油化工、电力、钢铁、桥梁、海洋工程以及市政场馆等领域得到了广泛应用。随着经济建设的高速发展，石油化工、核电等行业建设规模越来越大，要求起重机的能力越来越高，履带起重机向大型化、智能化和专用、多功能方向发展。本文对3000吨级大型履带起重机主臂进行了总体结构设计，采用并联双桁架式主臂结构，为带中间刚性连接的双主臂结构，下部为平行结构，头部向内并拢，符合受力平顺原理，同时改善了吊具尺寸。主臂是起重机重要的承载部件，其强度和刚度对整机的安全使用有直接影响，本文重点研究解析法和有限元法对这种并联双桁架式主臂结构力学性能分析和考核评价。分析了主臂载荷组合、安全系数的选取、材料许用应力、整体刚度和稳定性等考核指标。主臂的结构力学分析，包括主臂整体稳定性，弦杆和腹杆局部稳定性，主臂结构强度，主臂变幅平面内的位移，回转平面内的侧向位移和起臂扰度。本文应用有限元分析方法，结合3200t履带起重机主臂进行了计算分析，主要对臂架的强度和稳定性采用非线性有限元方法进行分析校核，同时对臂架侧向刚度和起臂扰度的进行校核。因主臂为桁架焊接结构，还对其主要焊缝结构进行了焊缝静强度和疲劳强度方面的解析法计算分析，并与有限元分析方法进行了对比。最后对两种典型分析工况进行了实车吊载试验，对有限元模型及分析方法进行验证，充分证明了该方法的可行性。本研究为超大型履带起重机的主臂设计提供一种结构形式的参考，同时为主臂的强度计算提供了一种可行的分析校核方法。
【作者】张玉柱；
【导师】王国强；任会礼；
【作者基本信息】吉林大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】履带起重机；并联主臂；有限单元法；焊缝强度；试验研究；

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