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第 1 章 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 國內外研究現狀分析
1.3 課題來源及選題意義
1.4 本文主要內容及章節安排
第 2 章 伸縮臂參數化建模
2.1 伸縮臂的結構特點
2.2 伸縮臂三維實體建模
第 3 章 伸縮臂、轉臂的強度校核
3.1 工況一伸縮臂伸出 4 節
3.1.1 驗算第四伸縮臂危險截面強度
3.1.2 驗算第三伸縮臂危險截面強度
3.1.3 驗算第二伸縮臂危險截面強度
3.1.4 驗算第一伸縮臂危險截面強度
3.1.5 驗算基本臂危險截面強度
3.1.6 驗算轉臂的強度
3.2 工況二 伸縮臂伸出 3 節
3.2.1 驗算第三伸縮臂危險截面強度
3.2.2 驗算第二伸縮臂危險截面強度
3.2.3 驗算第一伸縮臂危險截面強度
3.2.4 驗算基本臂危險截面強度
3.2.5 驗算轉臂強度
3.3 工況三伸縮臂伸出 2 節
3.3.1 驗算第二伸縮臂危險截面的強度
3.3.2 驗算第一伸縮臂危險截面強度
3.3.3 驗算基本臂危險截面強度
3.3.4 驗算轉臂強度
3.4 工況四伸縮臂伸出 1 節
3.4.1 驗算危險截面 D 的強度
3.4.2 驗算基本臂危險截面強度
3.4.3 驗算轉臂強度
3.5 工況五伸縮臂全部縮回
3.5.1 驗算基本臂強度
3.5.2 驗算轉臂強度
第 4 章 伸縮臂、轉臂的靜力學分析與實驗
4.1 各工況下伸縮臂的強度和剛度分析
4.1.1 工況 1(伸縮臂全部伸出)分析
4.1.2 工況 2(伸出三節伸縮臂)分析
4.1.3 工況 3(伸出兩節伸縮臂)分析
4.1.4 工況 4(伸出一節伸縮臂)分析
4.1.5 工況 5 (伸縮臂全縮回)分析
4.2 各工況下轉臂的強度和剛度分析
4.2.1 轉臂簡化圖形
4.2.2 材料定義和邊界條件設置
4.2.3 網格劃分和單元選取
4.2.4 計算結果分析
4.3 伸縮臂的靜力學實驗
4.3.1 靜力學實驗的目的
4.3.2 試驗方案
4.3.3 試驗數據的記錄與處理
4.3.4 試驗數據與有限元仿真模型的對比分析
第 5 章 伸縮臂疲勞壽命評估與動態性能分析
5.1 評估分析的目的和意義
5.2 伸縮臂疲勞壽命的評估
5.2.1 疲勞壽命評估的基本方法
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果
5.3 伸縮臂結構的有限元模態分析
5.3.1 模態分析的目的
5.3.2 模態分析的基本原理和方法
5.3.3 伸縮臂結構的模態分析結果
第 6 章 結論
本文結論
本文采用三維設計軟件對 SQ200ZB4 起重機伸縮臂結構進行了參數化建模，并運用 ANSYS 有限元分析軟件，完成了對起重機伸縮臂動靜態力學性能的分析計算和疲勞壽命值的估測，現將全文的工作總結如下：
(1)起重機整機中單獨提取伸縮臂結構，在參數化設計原則的指導下，利用 PRO/E 軟件繪制了伸縮臂的三維實體模型。
(2)采用經驗公式，對伸縮臂各工況危險截面的應力值進行計算和校核，以驗證 SQ200ZB4 隨車起重機伸縮臂結構設計的安全性。
(3)基于接觸算法，將伸縮臂三維實體模型導入 ANSYS Workbench 有限元分析與仿真軟件里，根據實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力應變分布云圖，并將有限元靜力學分析的結果與實測數據進行了比對分析，驗證了有限元力學模型的合理性。
(4)借助動力學分析軟件 MSC.Adams 對起重機各工況的使用情況進行分析，生成伸縮臂的疲勞載荷譜，并修正了其平均應力等壽命曲線。基于名義應力法和線性累計算法的基本原理，利用伸縮臂的有限元力學模型對其疲勞壽命進行了估測。對編制 SQ200ZB4 隨車起重機的使用、維護、保養等工藝文件提供參考。
(5)根據動力學模態分析的相關算法，運用有限元分析軟件，提取伸縮臂前四階模態的固有頻率和振型進行分析，能夠為伸縮臂結構的優化改進提供科學的指導，以提高其工作的穩定性。
本文應用ANSYS有限元分析軟件對SQ200ZB4隨車起重機伸縮臂結構的動靜態力學特性和疲勞失效規律進行了一定的研究，對起重機類產品數字樣機的建立提供理論指導，大大縮短了產品研發周期。然而，在設計過程中仍然存在一些問題，例如針對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行分析，隨之引發諸如解的穩定性、收斂性及收斂率的問題，還有待進一步的深入研究。
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