手機直線：
咨詢熱線：0571-56211150
混凝土泵車在工作過程中，臂架姿態(tài)復雜多變導致泵車工況復雜，且結構設計的輕量化要求以及機動靈活的使用要求使得泵車的結構復雜，因此對混凝土泵車的結構強度有限元分析研究具有重要意義。目前國內的學者對混凝土泵車做了大量的研究。
文獻基于多體動力學理論和拉格朗日方程建立四節(jié)臂混凝土泵車臂架的剛性運動微分方程；文獻用柔性多體動力學的理論分析四節(jié)臂混凝土泵車臂架系統(tǒng)的動態(tài)特性；文獻對混凝土泵車進行了結構強度試驗研究以及結構疲勞壽命可靠性分析。泵車臂架屬于細長薄壁箱型結構，它由多節(jié)臂通過銷軸連接而成，整體剛度較小。在進行有限元分析時，連接部位的模擬好壞直接影響到數(shù)值計算的可靠性，為了更真實地模擬臂架各節(jié)臂的連接情況，筆者采用實體單元模擬各連接銷軸，采用接觸單元模擬銷軸連接，建立了整體有限元計算模型，對泵車進行結構強度分析，并進行了試驗研究，為泵車的結構改進和優(yōu)化設計提供依據(jù)。
混凝土泵車結構簡圖如圖所示，建立全車泵車處于泵送工作狀態(tài)時，前后支腿張開并通過頂伸液壓缸支撐起整車構件，而支腿是與支撐臺相連，支撐臺通過U型螺栓與車架底盤固連，回轉臺則連接著臂架系統(tǒng)與支撐臺，因此有限元模型中應包括支撐油缸、前后支腿、支撐臺、回轉臺和臂架系統(tǒng)，它們構成了泵車泵送時的主要受力構件，而將底盤車自重載荷通過計算，分配在支撐臺與底盤U型螺栓懸掛點處。采用空間板殼單元模擬前后支腿、支撐臺、回轉臺和臂架系統(tǒng)，對于輸料管、托架、支撐油缸以及臂架之間的調節(jié)機構采用空間梁單元模擬，對于銷接連接位置采用接觸單元模擬，連接銷采用實體單元模擬，共劃分板殼單元82176個，梁單元704個，接觸對的目標單元19208個，接觸對的接觸單元7235個，實體單元12131個，節(jié)點共90381個。根據(jù)文獻，選取臂架上的結構件自重載荷和工作載荷的動荷系數(shù)為1.25，其余部件自重載荷的動荷系數(shù)為1.15。靜強度分析時，施加的荷載有主要承力結構件自重、混凝土重量和底盤車自重.混凝土充滿了料管，因此用梁單元模擬輸送管和混凝土，且該單元采用的密度為兩種材料的等效密度。
泵車臂架由五節(jié)臂組成，相互之間通過調節(jié)機構調節(jié)臂架姿態(tài)，臂架與回轉臺相連，并且回轉臺可以實現(xiàn)繞垂直軸水平旋轉，因此泵車泵送姿態(tài)是空間連續(xù)可變的.。通過分析可知，臂架系統(tǒng)的不利工作姿態(tài)應是臂架水平姿態(tài)，臂架位于垂直和水平姿態(tài)時，回轉臺均處于不利工況，前后支腿出現(xiàn)最大支反力時，支腿承受最大彎矩和剪力，支撐臺也承受最大扭矩，因此支撐臺和前后支腿的不利工作位置應是前支腿和后支腿分別出現(xiàn)最大支反力時的工作位置，且臂架姿態(tài)為水平伸直狀態(tài).支撐臺、前后支腿和回轉臺相對位置為1/2對稱布置而非1/4對稱布置，因此可通過以下分析確定支腿受力最大位置。限于篇幅，僅列出前支腿分析算法，后支腿分析方法類似.泵車泵送工作示意圖見圖假設前支腿出現(xiàn)最大支反力時，則其相反側的后支腿已不再支撐地面，該假設與實際工況相符。為簡化推導過程，分析時僅考慮臂架重量G以及臂架水平時對轉臺的彎矩M。當臂架水平旋轉至垂直于不同側的前支腿與后支腿支撐點連線時，與臂架鄰近的支腿會出現(xiàn)最大支反力，由此可以確定支腿的不利工況位置，因此混凝土泵車的計算校核工況為：①臂架水平旋轉至前支腿受力最大位置；②臂架水平旋轉至后支腿受力最大位置；③臂架垂直位置；3種工況下的有限元計算模型圖見圖。可以看出，雖然計算應力值小于材料許用應力值，但在連接銷軸套處以及臂架油缸支座處易發(fā)生大應力，軸套作為銷軸連接構件在實際泵送工作中會承受較大的動載荷，而支座大應力區(qū)域均位于焊縫連接處，因此從疲勞壽命角度考慮，這些大應力區(qū)域應作為試驗測試對象。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
杭州那泰科技有限公司
本文出自杭州那泰科技有限公司www.chatxx.cn，轉載請注明出處和相關鏈接！