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下載手機APP本文以某重型折臂式隨車起重機吊臂為研究對象，折臂式吊臂結構示意如所示，由轉臂、基本臂以及6節jie伸shen縮suo臂bi等deng組zu成cheng，轉zhuan臂bi與yu基ji本ben臂bi由you銷xiao軸zhou鉸jiao接jie，而er基ji本ben臂bi及ji各ge伸shen縮suo臂bi之zhi間jian則ze是shi通tong過guo滑hua塊kuai搭da接jie來lai實shi現xian相xiang對dui滑hua動dong的de，滑hua塊kuai與yu吊diao臂bi之zhi間jian為wei麵mian接jie觸chu。基ji本ben臂bi及ji各ge伸shen縮suo臂bi截jie麵mian形xing狀zhuang為wei六liu邊bian形xing，這zhe種zhong截jie麵mian形xing式shi能neng較jiao好hao地di發fa揮hui材cai料liao機ji械xie性xing能neng，傳chuan遞di扭niu矩ju與yu橫heng向xiang力li，且qie具ju有you良liang好hao的de導dao向xiang性xing，能neng夠gou抑yi製zhi吊diao臂bi伸shen縮suo時shi的de橫heng向xiang滑hua動dong，操cao縱zong平ping穩wen性xing好hao。本ben文wen針zhen對dui不bu同tong的de工gong況kuang，利li用yong有you限xian元yuan仿fang真zhen技ji術shu，分fen析xi吊diao臂bi的de結jie構gou變bian形xing及ji應ying力li分fen布bu情qing況kuang，校xiao核he吊diao臂bi是shi否fou滿man足zu強qiang度du、剛度方麵的設計要求，計算結果可為後續的結構優化和改進提供。
1吊臂的有限元分析1.1材料屬性定義吊臂各部分材料屬性定義如表1所示。
表1吊臂材料屬性部件材料彈性模量/MPa泊鬆比密度“kg臂體滑塊1.2shitijianmodiaobidejiegoubijiaofuza，budanbaokuogejiebizhutijiegouerqiehaibaokuoshensuoxitonggechuandongjian，ruguoduizhenggediaobijinxingwanzhengdejianmofenxi，jiangshijianmohefenxibiandeyichangfuza，bingqiejisuanjieguodelixiangchengduyenanyibaozheng，yinciyoubiyaoduidiaobijinxinghelidejianhua。hulveduizhengtifenxiyingxiangbudadexijietezheng，tichububiyaodelingjianjiegou，jiehemoxingtedianduipokou、zhuangpeifengxidengjinxingshidangdexiufu。diaobideyeyashensuojigoubujianmo，weilegengfuheshijizizhongzaihefenbu，jiangsanweizaoxingruanjiancededediaobizhongliangyushijizhengjizhongliangzuoduibizhihou，shensuojigoudezhongliangyibiticailiaomidushidangzengdadefangshizuochubuchang，benwenqumiduxiuzhengxishuwei1.12.件實體造型模塊DesignModeler的局限性，本文采用三維造型軟件SiemensNX7.0分別建立各節伸縮臂、基本臂及滑塊的幾何模型，並通過其與ANSYSWorkbench軟件的無縫嵌套接口直接進入協同仿真環境進行有限元分析。伸縮臂臂體截麵形式及主要結構參數如所示，中，a為折彎角度，為鋼板厚度，d為腹板間距，為斜對邊跨距。由於滑塊的約束，各節伸縮臂的截麵尺寸將相應地變化。滑塊是厚度為12mm、長度為400mm的POM板，安裝於各伸縮臂相互套接處，其寬度與安裝處臂體的大小有關。
1.3接(jie)觸(chu)處(chu)理(li)隨(sui)車(che)起(qi)重(zhong)機(ji)作(zuo)業(ye)時(shi)，各(ge)伸(shen)縮(suo)臂(bi)和(he)基(ji)本(ben)臂(bi)在(zai)套(tao)接(jie)處(chu)的(de)內(nei)外(wai)表(biao)麵(mian)並(bing)不(bu)是(shi)完(wan)全(quan)接(jie)觸(chu)的(de)，如(ru)所(suo)示(shi)，各(ge)臂(bi)之(zhi)間(jian)依(yi)靠(kao)與(yu)滑(hua)塊(kuai)的(de)接(jie)觸(chu)和(he)擠(ji)壓(ya)來(lai)傳(chuan)遞(di)力(li)。接(jie)觸(chu)處(chu)法(fa)向(xiang)自(zi)由(you)度(du)受(shou)到(dao)約(yue)束(shu)，而(er)切(qie)向(xiang)自(zi)由(you)度(du)不(bu)受(shou)限(xian)，允(yun)許(xu)有(you)少(shao)量(liang)滑(hua)移(yi)。根(gen)據(ju)這(zhe)一(yi)特(te)點(dian)對(dui)吊(diao)臂(bi)和(he)滑(hua)塊(kuai)的(de)連(lian)接(jie)處(chu)理(li)方(fang)法(fa)有(you)兩(liang)種(zhong)：種是用麵接觸單元來進行處理；另一種是通過節點耦合的方法處理。前者屬於非線性問題，需要反複迭代計算，不易收斂，且計算精度難以保證；因此為了更貼近實際工作情況，本文采用節點耦合的方法來處理吊臂與滑塊上表麵的接觸，接觸類型選擇NoSeparation.而滑塊下表麵與臂體之間的連接則采用Bonded來模擬，這種接觸認為是剛性的。
轉臂、第二變幅油缸、基本臂三者之間通過銷軸鉸接，在接觸設置中將其定義為Revolute.1.4網(wang)格(ge)劃(hua)分(fen)網(wang)格(ge)質(zhi)量(liang)對(dui)有(you)限(xian)元(yuan)計(ji)算(suan)精(jing)度(du)和(he)斂(lian)散(san)性(xing)有(you)著(zhe)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)影(ying)響(xiang)。由(you)於(yu)吊(diao)臂(bi)結(jie)構(gou)較(jiao)為(wei)複(fu)雜(za)，考(kao)慮(lv)到(dao)計(ji)算(suan)規(gui)模(mo)和(he)計(ji)算(suan)速(su)度(du)，本(ben)文(wen)主(zhu)要(yao)采(cai)用(yong)HexDominant方法以及掃掠法，分別對臂體和滑塊進行網格劃分。將容易出現壞單元的部分（例如加強板與臂體焊接處）采用Slice切片操作從規則主體上切出，然後采用高階三維20節點Solid186單元局部劃分網格，使網格形狀盡可能規則，避免網格畸形，*終得到節點總數為216143，單元總數為109487.1.5施加載荷及約束作用在起重機上的載荷分為常規載荷、偶然載荷、特殊載荷及其他載荷等類型0.本文對吊臂進行的是靜應力結構分析，考慮到風載荷引起的回轉平麵內所受載荷的值相對較小且偶然性太大，因而忽略不計。*終選定的載荷組合為：自重載荷（含吊臂、吊具及液壓伸縮機構重量）+起重載荷（考慮動載係數）+側偏載荷。自重載荷可通過在ANSYSWorkbench軟件前處理模塊中施加重力加速度得到；起重載荷則通過各工況下額定起升載荷乘以動載係數後，將相應的值以Force的形式施加在吊耳處；側偏載荷可采用吊重偏移的方法施加於頭部，但必須保證在加側載時不得產生鉛垂方向上的分力，側載係數取5%H.考慮吊臂*危險的狀態（全伸臂），根據規範3及該型號隨車起重機起重性能確定結構分析的3種工況，結構分析工況如表2所示，表2中，g為重力加速度，m/s2，I“表示該項未施加。
由you度du約yue束shu，僅jin釋shi放fang繞rao銷xiao軸zhou中zhong心xin的de旋xuan轉zhuan自zi由you度du。為wei了le模mo擬ni液ye壓ya伸shen縮suo機ji構gou對dui於yu伸shen縮suo臂bi的de軸zhou向xiang支zhi撐cheng，對dui各ge節jie伸shen縮suo臂bi與yu液ye壓ya伸shen縮suo機ji構gou相xiang連lian接jie的de位wei置zhi應ying用yongRemote表2結構分析工況工況臂長/m巾雖度/m額載/N側載/N分析主要目的115.516.516500g―驗證結構強度215.516.520625g―驗證結構強度315.placement限製其沿吊臂軸向的剛性位移。
2求解及結果後處理與分析2.1求解及結果後處理在Mechanical環境中完成諸多前處理操作後，在Solution分支中插入Equivalent（Von-Mises）Stress和TotalDeformation，點擊“Solve進行求解計算，為保證求解精度，求解器仍為ANSYS經典求解器。3種工況下吊臂結構的位移雲圖和應力雲圖如、所示。
3種工況下吊臂結構Von-Mises應力雲。2強度分析吊臂主體材料選用HG785高強度鋼，屈服極限s=680MPa，許用應力W=s/1.5=453MPa.由所示可知，3種工況下*大的等效應力分別為317.29、389.84、464.53MPa，均小於材料屈服極限但其中*大值超過材料許用應力。考慮Von-Mises等效應力極值均發生在下滑塊與伸縮臂的套接處，該區域屬於模型耦合區，在計算過程中產生附加拉壓應力（非外載荷引起），且無法精確反映支撐滑塊接觸表麵的實際處理工藝（如潤滑等），suoyizaihuakuaijiechubiaomianfujinchuxianyingliqiyidian，zhebingbudaibiaoshijiyinglizhuangkuang，kehulvebujiguoyaosong，zhangxinzhong，zhangdawei。qizhongjidiaobijiegoudeyouxianyuanfenxi。yiyezhuangbeiyuchelianggongcheng，2009（7）：9-11.黃大巍，李風，毛文傑。現代起重運輸機械。北京：化學工業出版社，2006.GB/T60684008汽車起重機和輪胎起重機試驗規範。
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