U型伸縮臂下滑塊調(diào)整對接觸應力影響研究.pdf

1、箱型伸縮臂已在工程機械設備諸如汽車起重機、登高平臺車中得到廣泛應用，并向著大型、超大型方向發(fā)展。隨著承載量及作業(yè)高度的不斷增大，對伸縮臂的強度、穩(wěn)定性等各方面性能提出了更高的要求。目前，主要通過優(yōu)化截面形式、使用高性能材料等方法來提高伸縮臂的性能，以滿足使用要求。伸縮臂截面形式從四邊形、六邊形逐漸發(fā)展到U型、橢圓形等。
　　伸縮臂的每節(jié)臂架之間通過與滑塊的接觸來實現(xiàn)搭接，滑塊起到導向定位、傳遞載荷等作用。伸縮臂與滑塊的接觸區(qū)受力情

2、況比較復雜，且容易產(chǎn)生應力集中，臂架的危險截面一般也出現(xiàn)在滑塊搭接部位。因此，對滑塊進行合理的改進，以減小伸縮臂與滑塊接觸區(qū)最大應力、獲得理想的接觸應力分布顯得尤為必要。同時，對于進一步提高伸縮臂的承載能力、局部穩(wěn)定性等有重要的意義。
　　本文借助于顯式動力有限元程序LS-DYNA，針對U型截面伸縮臂，利用顯式接觸算法對伸縮臂與下滑塊進行了接觸分析，得到伸縮臂與滑塊間的接觸應力分布。在此基礎上，研究了下滑塊調(diào)整對伸縮臂接觸應力的影

3、響。具體研究工作如下:
　　(1)介紹了伸縮臂結構特點及其截面形式，研究了LS-DYNA顯式有限元接觸算法及其在伸縮臂接觸分析中的應用。
　　(2)根據(jù)1200噸全路面汽車起重機分析了U型截面伸縮臂結構特點。在LS-DYNA中建立了伸縮臂與下滑塊的顯式有限元接觸模型。通過定義伸縮臂與下滑塊接觸類型，并設置合理的接觸控制選項和求解控制選項，對伸縮臂與下滑塊進行顯式接觸分析。
　　(3)研究了接觸剛度系數(shù)、質(zhì)量縮放技術、上

4、滑塊等效方案等因素對伸縮臂與下滑塊接觸分析結果的影響。對不同因素分別做了大量的計算，通過對比分析所得結果，選取了合理的接觸剛度系數(shù)、時間步長以及上滑塊等效方案。
　　(4)研究了下滑塊徑向厚度調(diào)整、下滑塊底部或前端剛度調(diào)整對伸縮臂接觸應力的影響。計算結果表明當伸縮臂與下滑塊接觸區(qū)底部存在適當縫隙時，可有效減小臂架接觸區(qū)最大應力;但當縫隙逐漸增大時，會在縫隙兩側產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象，反而增大了接觸區(qū)應力。通過改變下滑塊底部或前端剛度，可