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履帶起重機主臂側向穩定性分析

發布時間：

2022-01-10

風電、核電技術的發展，使履帶起重機在大型工程建設中的作用越來越突出。因履帶起重機采用桁架臂結構，具有自重輕、迎風面積小和抗彎性能強等優點，故得到了廣泛的應用。

隨著制造技術的提高，以及高強度和高韌性如何保證臂架結構在工作過程中的側向穩定性，是臂架設計過程中的關鍵，研究起重機臂架側向穩定性對提高起重機設計質量至關重要。材料的引進，起重機桁架臂柔性和高聳性的特點，臂架制造得越來越細長，使其起重能力和工作空間得到了較大的提升。對長細比桁架臂而言，履帶起重機臂架與鋼絲繩構成的平面屬于彈性支承懸臂梁結構。

結構穩定性是指結構在載荷的作用下保持其原有平衡狀態的能力。在外界載荷的作用下，結構能夠維持平衡狀態，所施加的載荷增加到一定數值時 , 結構的應變和應力由于外界微小的擾動而不成比例的變化，內部阻力突然崩潰以致結構完全失去抵抗, 從平衡穩定狀態轉變為不平衡狀態 , 結構因此失去穩定性, 或稱為屈曲。失穩對應的載荷又稱為屈曲臨界載荷或失穩載荷。

工程中有一類結構在施加載荷后會有相對明顯的變形，如履帶起重機纖細的桁架臂結構，橫截面積較小、彈性較大，存在嚴重剛度不足的問題，負載質量后可能出現較大的初始撓度變形，在受到軸向荷載和水平荷載時 , 容易出現“軟化” 現象。因此，不能忽視幾何非線性效應對臂架結構應力和變形的影響。

在研究幾何非線性問題時，結構會產生大位移、大轉度或大應變，因此需要考慮平衡方程和幾何運動方程。幾何方程中還需要考慮單元大小和形狀的變化。對于柔性臂結構，也存在大變形、小應變。應變雖小，但結構受力后會產生較大的位移，大變形對平衡狀態影響較大。

在工程實際中，側向載荷的大小與地面傾斜、風速和實際操作有很大關系，因此在分析履帶起重機主臂的側向穩定性時，可對加載不同的側向載荷以及不加側向載荷時進行對比。