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第 1 章 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
1.3 課題來源及選題意義
1.4 本文主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第 2 章 伸縮臂參數(shù)化建模
2.1 伸縮臂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
2.2 伸縮臂三維實(shí)體建模
第 3 章 伸縮臂、轉(zhuǎn)臂的強(qiáng)度校核
3.1 工況一伸縮臂伸出 4 節(jié)
3.1.1 驗(yàn)算第四伸縮臂危險(xiǎn)截面強(qiáng)度
3.1.2 驗(yàn)算第三伸縮臂危險(xiǎn)截面強(qiáng)度
3.1.3 驗(yàn)算第二伸縮臂危險(xiǎn)截面強(qiáng)度
3.1.4 驗(yàn)算第一伸縮臂危險(xiǎn)截面強(qiáng)度
3.1.5 驗(yàn)算基本臂危險(xiǎn)截面強(qiáng)度
3.1.6 驗(yàn)算轉(zhuǎn)臂的強(qiáng)度
3.2 工況二 伸縮臂伸出 3 節(jié)
3.2.1 驗(yàn)算第三伸縮臂危險(xiǎn)截面強(qiáng)度
3.2.2 驗(yàn)算第二伸縮臂危險(xiǎn)截面強(qiáng)度
3.2.3 驗(yàn)算第一伸縮臂危險(xiǎn)截面強(qiáng)度
3.2.4 驗(yàn)算基本臂危險(xiǎn)截面強(qiáng)度
3.2.5 驗(yàn)算轉(zhuǎn)臂強(qiáng)度
3.3 工況三伸縮臂伸出 2 節(jié)
3.3.1 驗(yàn)算第二伸縮臂危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度
3.3.2 驗(yàn)算第一伸縮臂危險(xiǎn)截面強(qiáng)度
3.3.3 驗(yàn)算基本臂危險(xiǎn)截面強(qiáng)度
3.3.4 驗(yàn)算轉(zhuǎn)臂強(qiáng)度
3.4 工況四伸縮臂伸出 1 節(jié)
3.4.1 驗(yàn)算危險(xiǎn)截面 D 的強(qiáng)度
3.4.2 驗(yàn)算基本臂危險(xiǎn)截面強(qiáng)度
3.4.3 驗(yàn)算轉(zhuǎn)臂強(qiáng)度
3.5 工況五伸縮臂全部縮回
3.5.1 驗(yàn)算基本臂強(qiáng)度
3.5.2 驗(yàn)算轉(zhuǎn)臂強(qiáng)度
第 4 章 伸縮臂、轉(zhuǎn)臂的靜力學(xué)分析與實(shí)驗(yàn)
4.1 各工況下伸縮臂的強(qiáng)度和剛度分析
4.1.1 工況 1(伸縮臂全部伸出)分析
4.1.2 工況 2(伸出三節(jié)伸縮臂)分析
4.1.3 工況 3(伸出兩節(jié)伸縮臂)分析
4.1.4 工況 4(伸出一節(jié)伸縮臂)分析
4.1.5 工況 5 (伸縮臂全縮回)分析
4.2 各工況下轉(zhuǎn)臂的強(qiáng)度和剛度分析
4.2.1 轉(zhuǎn)臂簡化圖形
4.2.2 材料定義和邊界條件設(shè)置
4.2.3 網(wǎng)格劃分和單元選取
4.2.4 計(jì)算結(jié)果分析
4.3 伸縮臂的靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)
4.3.1 靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的
4.3.2 試驗(yàn)方案
4.3.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與處理
4.3.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)與有限元仿真模型的對(duì)比分析
第 5 章 伸縮臂疲勞壽命評(píng)估與動(dòng)態(tài)性能分析
5.1 評(píng)估分析的目的和意義
5.2 伸縮臂疲勞壽命的評(píng)估
5.2.1 疲勞壽命評(píng)估的基本方法
5.2.2 伸縮臂的疲勞載荷譜
5.2.3 伸縮臂材料的疲勞特性
5.2.4 伸縮臂疲勞壽命的估算結(jié)果
5.3 伸縮臂結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析
5.3.1 模態(tài)分析的目的
5.3.2 模態(tài)分析的基本原理和方法
5.3.3 伸縮臂結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析結(jié)果
第 6 章 結(jié)論
本文結(jié)論
本文采用三維設(shè)計(jì)軟件對(duì) SQ200ZB4 起重機(jī)伸縮臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了參數(shù)化建模，并運(yùn)用 ANSYS 有限元分析軟件，完成了對(duì)起重機(jī)伸縮臂動(dòng)靜態(tài)力學(xué)性能的分析計(jì)算和疲勞壽命值的估測，現(xiàn)將全文的工作總結(jié)如下：
(1)起重機(jī)整機(jī)中單獨(dú)提取伸縮臂結(jié)構(gòu)，在參數(shù)化設(shè)計(jì)原則的指導(dǎo)下，利用 PRO/E 軟件繪制了伸縮臂的三維實(shí)體模型。
(2)采用經(jīng)驗(yàn)公式，對(duì)伸縮臂各工況危險(xiǎn)截面的應(yīng)力值進(jìn)行計(jì)算和校核，以驗(yàn)證 SQ200ZB4 隨車起重機(jī)伸縮臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性。
(3)基于接觸算法，將伸縮臂三維實(shí)體模型導(dǎo)入 ANSYS Workbench 有限元分析與仿真軟件里，根據(jù)實(shí)際工作要求加載約束類型和工作載荷，生成伸縮臂各工況的應(yīng)力應(yīng)變分布云圖，并將有限元靜力學(xué)分析的結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了比對(duì)分析，驗(yàn)證了有限元力學(xué)模型的合理性。
(4)借助動(dòng)力學(xué)分析軟件 MSC.Adams 對(duì)起重機(jī)各工況的使用情況進(jìn)行分析，生成伸縮臂的疲勞載荷譜，并修正了其平均應(yīng)力等壽命曲線�；诿x應(yīng)力法和線性累計(jì)算法的基本原理，利用伸縮臂的有限元力學(xué)模型對(duì)其疲勞壽命進(jìn)行了估測。對(duì)編制 SQ200ZB4 隨車起重機(jī)的使用、維護(hù)、保養(yǎng)等工藝文件提供參考。
(5)根據(jù)動(dòng)力學(xué)模態(tài)分析的相關(guān)算法，運(yùn)用有限元分析軟件，提取伸縮臂前四階模態(tài)的固有頻率和振型進(jìn)行分析，能夠?yàn)樯炜s臂結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進(jìn)提供科學(xué)的指導(dǎo)，以提高其工作的穩(wěn)定性。
本文應(yīng)用ANSYS有限元分析軟件對(duì)SQ200ZB4隨車起重機(jī)伸縮臂結(jié)構(gòu)的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)特性和疲勞失效規(guī)律進(jìn)行了一定的研究，對(duì)起重機(jī)類產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī)的建立提供理論指導(dǎo)，大大縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期。然而，在設(shè)計(jì)過程中仍然存在一些問題，例如針對(duì)大變形和各臂之間接觸摩擦問題，不能采用線性有限元法進(jìn)行分析，隨之引發(fā)諸如解的穩(wěn)定性、收斂性及收斂率的問題，還有待進(jìn)一步的深入研究。
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