折臂式舉高消防車臂架系統(tǒng)振動(dòng)特性研究.pdf

1、作為搶險(xiǎn)救援設(shè)備，與高空作業(yè)車在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及部分關(guān)鍵技術(shù)上存在相同點(diǎn)的舉高消防車在城市消防、救援領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。城市建筑高度的增加導(dǎo)致舉高消防車舉升高度的需求不斷提升，大高度舉高消防車臂架系統(tǒng)多采用折疊臂形式，控制其末端平臺(tái)工作過程中的動(dòng)響應(yīng)是提高舉高消防車使用性能的重要途徑，而臂架系統(tǒng)振動(dòng)特性方程求解是研究此類問題的基礎(chǔ)。
　　本文以百米級(jí)舉高消防車折臂式臂架系統(tǒng)為研究對(duì)象，結(jié)合雙連桿柔性臂架動(dòng)力學(xué)研究成果和振動(dòng)力學(xué)相關(guān)理

2、論，分析了變截面折臂式臂架系統(tǒng)的振動(dòng)特性，為大高度折臂式舉高消防車的末端平臺(tái)振動(dòng)抑制提供了理論準(zhǔn)備。論文主要的內(nèi)容和工作如下:
　　(1)基于Hamilton原理，從臂架系統(tǒng)能量的角度推導(dǎo)了等截面一號(hào)臂架和二號(hào)臂架的振動(dòng)微分方程和邊界條件。借助振動(dòng)力學(xué)求解均質(zhì)梁橫向彎曲振動(dòng)的思路和方法，得到了等截面一號(hào)臂架和二號(hào)臂架各階振型函數(shù)曲線和對(duì)應(yīng)的固有頻率，并在各自主坐標(biāo)系下分別描述了一號(hào)臂架和二號(hào)臂架的振動(dòng)微分方程的解?？紤]一號(hào)臂架和二

3、號(hào)臂架的前兩階振型函數(shù)，給出了各自解在Simulink中狀態(tài)空間方程的具體形式。
　　(2)考慮一號(hào)臂架和二號(hào)臂架的伸縮臂架結(jié)構(gòu)形式，推導(dǎo)了一號(hào)變截面臂架和二號(hào)變截面臂架全伸狀態(tài)下的振動(dòng)微分方程和邊界條件。借助軟件Mathematica對(duì)一號(hào)變截面臂架和二號(hào)變截面臂架的振型函數(shù)進(jìn)行求解，并得到了各自前三階振型函數(shù)曲線和對(duì)應(yīng)的固有頻率。根據(jù)證明的各自振型函數(shù)正交性關(guān)系，給出了一號(hào)變截面臂架和二號(hào)變截面臂架在各自主坐標(biāo)下的表達(dá)形式。<

4、br>　　(3)分析變截面折臂式臂架系統(tǒng)的振動(dòng)特性。以一號(hào)變截面臂架末端動(dòng)撓度和二號(hào)變截面臂架末端動(dòng)撓度、角位移、線速度以及線加速度為研究標(biāo)量，通過改變Simulink狀態(tài)空間方程中的變量和輸入信號(hào)，分別得出了一號(hào)變截面臂架固定仰角、線密度、抗彎剛度，二號(hào)變截面臂架仰角變化、線密度、抗彎剛度和末端平臺(tái)質(zhì)量以及水炮外載荷對(duì)一號(hào)臂架和二號(hào)臂架振動(dòng)特性的影響規(guī)律。
　　(4)影響二號(hào)臂架末端振動(dòng)特性的主要因素是外載荷激勵(lì)和二號(hào)臂架的變幅