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高明高空车出租, 新会高空车出租, 花都高空车出租   基于截面角点处应力的高空车的动臂外载荷计算方法?

作者:admin 发布::2022-05-31


     高明高空车出租,  新会高空车出租, 花都高空车出租   基于截面角点处应力的高空车的动臂外载荷计算方法?  测试截面的选择截面角点处正应力同所承受外部载荷之间的关系是随着截面位置和尺寸的变化而变化的。显然,在进行高空车的动臂外载荷与截面应力的相关关系研究之前,先要选择合适的测试截面,再根据截面具体的位置和尺寸参数,来确定测试截面角点处应力和外载荷之间的关系。



     (1)高空车的动臂是结构较为复杂的焊接件,测试截面结构选择不合理将无法保证测量应力的真实性,直接影响计算的高空车的动臂外载荷的准确性。因而,需先进行高空车的动臂的结构分析,以剔除对测量应力干扰较大的结构部位。首先,测试截面应避开存在铰接点、隔板、加强板的部位,在结构变化较为规则的部位选取。结构变化规则的部位通常应力具有较好的线性度,有利于应力和外载荷之间相关关系的确定,而存在隔板、加强板以及铰接点的部位由于结构差异、焊接残余应力等原因的影响,测取的应力和外载荷之间的关系与真实情况存在一定的偏差;另外,为了尽可能避免上、下翼缘板与腹板焊缝对测量应力的影响,应选择在上、下翼缘板表面布片,并且应布置在上、下翼缘板与腹板交接处的内侧。阴影部分为可作为测试截面选取的部位。




     (2)准确测量了角点处的正应力之后,就可以根据材料力学相关公式获取截面内力,再根据截面内力与构件外载荷的平衡关系就能求取构件的外载荷,而由于高空车的动臂部件的铰接点较多,即直接承载位置较多,测试截面选择不恰当会导致内力与外载荷之间的平衡关系非常复杂,增大外载荷的计算难度,甚至无法完成外载荷的计算。因而,需要就Ⅰ、Ⅱ区域截面内力与外载荷的平衡关系进行分析,在较好区域选取测试截面进行布片。假设在阴影区域Ⅰ选择测试截面,截面内力将与B、D、F铰点的作用力构成平衡关系,而在阴影区域Ⅱ选取测试截面,截面内力仅与一个F铰点的作用力构成平衡关系。显然,在阴影区域Ⅱ选取测试截面构成的平衡关系要简单的多,相对的计算过程也就简单的多,因而最终确定在阴影区域Ⅱ选取测试截面。




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     (3)测试截面选取高空车的动臂F铰点仅绕Z轴转动的自由度未被限制,一般情况下F铰点将存在除绕Z轴的弯矩之外的其他5个力和力矩,所以需在阴影区域Ⅱ沿轴线平行地选择两个测试截面。通过比较不同组合测试截面角点处应力到外载荷的系数矩阵的条件数,最终选取垂直轴线并距F铰点分别为1.2m和2m的截面作为测试截面。其中距F铰点2m的截面为主测试截面,布置有4个应变片;距F铰点1.2m的截面为辅测试截面,仅上翼缘板里侧角点布置1个应变片。




       高空车的动臂外载荷求解方程的建立, 根据高空车作业过程中的承载特点,可知高空车的动臂在F铰点主要承受有轴向力FX、法向力FY、侧向力FZ、轴向力矩MX以及法向力矩MY的作用。将分别对测试截面产生拉压正应力XF,垂直弯曲正应力YF,扇形扭转正应力XM以及水平弯曲正应力ZF和YM。其中拉压正应力和弯曲正应力的计算公式为:A——测试截面的面积;L——F铰点到测试截面的距离;H——测试截面的高度;B——测试截面的宽度;YI、IZ——测试截面分别对Y轴与Z轴的惯性矩。另外,闭口结构扭转正应力的计算主要有乌曼斯闭口结构约束扭转理论与广义坐标法。但是前者精度较差,后者计算过程又十分繁琐,因而本文采取数理统计一元线性回归分析的方法进行扭矩与扭转正应力之间相关系数的估计,从而确定针对测试截面的扭转正应力计算公式。假设扭转正应力Mx的计算公式为:分别以扭矩XM和扭转正应力XM作为自变量和因变量,并利用ANSYS软件进行n组高空车的动臂F铰点施加不同扭矩的仿真试验。施加的扭矩记,仿真试验求得的测试截面扭转正应力记。可求得回归系数,选取的测试截面显然是具有轴对称的特点,设截面角点处的测量正应力分别为1、2、3、4、5,F铰点的外载荷对主测试截面角点处产生正应力分量的大小分别为XF、YF、ZF、XM、YM,根据轴对称图形正应力分量的计算方法可建立方程组:为了便于计算,将方程组转化为方程矩阵:系数矩阵中的字母系数为主测试截面的正应力分量与辅测试截面正应力分量的比值,设F铰点外载荷在辅测试截面产生的正应力分量.  ——分别为主、辅测试截面的面积;B——分别为主、辅测试截面的宽度;——分别为主、辅测试截面的高度;——分别为主、辅测试截面相对Y轴的惯性矩;——分别为主、辅测试截面相对Z轴的惯性矩;——分别为主、辅测试截面估计扭矩回归系数。然后,可得F铰点外载荷到测量角点正应力的矩阵方程:F铰点外载荷到主测试截面角点正应力分量比例系数,由主测试截面的尺寸参数决定,为了使记号简单和方便数学计算,经矩阵计算可求得F铰点外载荷. 




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