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46D混凝土泵车臂架振动实验分析及管道应力计算

作　者: 谭曲
导　师: 胡元太
学　校: 华中科技大学
专　业: 固体力学
关键词: 混凝土泵车臂架系统减振模态分析实验有限元
分类号: TU646
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

混凝土泵车是一种用来输送和浇筑混凝土的专用工程机械,以其机动灵活、浇注速度快、施工现场清洁、浇注质量高、降低人力成本等优越的施工性能而被广泛应用于各建筑工地。臂架系统作为混凝土泵车的关键工作部件,结构复杂,受力多变,其性能的优劣直接影响整车的工作质量和效率。在实际工作过程中,臂架系统存在末端振动过大和管支撑容易脱落的问题。针对这种情况,本论文以三一重工46D混凝土泵车为研究对象,从理论推导、实验测试、有限元模拟三方面结合展开研究,得到了产生上述两个问题的主要原因,并提出相应的优化方案。在理论推导中,对臂架系统提出适当的理论简化模型,用理论力学和材料力学的分析方法对臂架进行理论模态分析,初步得到臂架的固有频率和固有振型。在实验测试中,通过多次对混凝土泵车进行实地测试,确定臂架的关键模态,分析其频率和振型并同理论推导结果进行对比,明确引起臂架末端振动过大的关键性因素。在有限元模拟中,通过对泵车的实体建模,用有限元软件LS-DYNA对臂架进行强度和模态分析,强度分析得到臂架的应力分布,明确臂架容易发生破坏的位置;模态分析结合理论推导和实验结果进行对比,验证了引起臂架末端振动过大的原因。更进一步对输送管道和管支撑进行强度分析,得到了管支撑破坏的主要原因。针对以上分析结果,对臂架和输送管支撑的结构提出相应的修改方案,可以明显减小臂架末端的振动和延长管支撑的使用寿命。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-14
  1.1 课题背景和研究意义  9-11
  1.2 国内外泵车发展概况  11-12
  1.3 课题来源及主要工作  12-14
2 泵车臂架理论分析  14-27
  2.1 臂架系统构成  14-15
  2.2 臂架系统工况分析  15
  2.3 臂架理论模态分析  15-20
  2.4 臂架受迫振动分析  20-26
  2.5 理论分析结果  26-27
3 泵车臂架实验研究  27-41
  3.1 实验目的  27
  3.2 实验模态分析基本理论  27-30
  3.3 实验设备与器材  30
  3.4 实验原理  30-31
  3.5 实验过程  31-39
  3.6 实验结果分析  39-41
4 泵车臂架有限元分析  41-59
  4.1 有限元方法介绍  41-43
  4.2 LS-DYNA 介绍  43-45
  4.3 臂架有限元模型的建立  45-51
  4.4 臂架静强度分析  51-54
  4.5 臂架有限元模态分析  54-59
5 输送管道和管支撑强度分析  59-71
  5.1 输送管道受力分析  59-62
  5.2 输送管道有限元模型的建立  62-66
  5.3 输送管道和管支撑强度分析  66-69
  5.4 结果分析  69-71
6 总结与展望  71-74
  6.1 总结  71-72
  6.2 展望  72-74
致谢  74-75
参考文献  75-78
附录作者攻读学位期间发表学术论文目录  78

46D混凝土泵车臂架振动实验分析及管道应力计算

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