细长型桁架起重臂卸载冲击动力学研究

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Abstract：Based on structure characteristics of the slender crane boom for certain tower crane with lufing boom，themulti-body dynamic method is used to build the rigid-flexible coupling mode1.The dynamic simulation calculation is performed forsudden unloading of high elevation angle and maximum load，working out the system dynamic response of cranes under the impactload.Th e approximate relation between hoisting load and buffering force of the bufer is established for analysis of the inertia forcegenerated by elastic vibration of the boom under the action of impact.Furthermore，the efect of inertia load on the whole-machinestructural strength is discussed.The paper provides reference for structural design of slender truss boom。

Keywords：tower crane with lufing boom；multi-body dynamics；anti-back-tipping；unloading0 前言动臂塔式起重机 (以下简称动臂塔机)依靠变幅系统改变起重臂仰角实现变幅，变幅系统通过自身变形提供拉力以平衡起重臂吊重；随着重物起吊，起重机内储存的弹性势能逐渐增加；在极限大角度下若发生钢丝绳断裂或吊钩脱落等意外情况，储存在起重机中的势能瞬间释放，起重臂将发生剧烈反弹。防后倾缓冲装置用于增加起重臂反弹向后倾覆运动过程中的安全性 。

传统防倾覆设计计算是根据起重机设计规范，对起重臂进行研究，将突然卸载向上冲击载荷定义为吊重的0.2倍 ，采用力矩平衡计算所受到缓冲力的大小 ；现有防倾覆设计计算通常采用多体动力学计算方法，建立起重机和缓冲器耦合的多体动力学模型，通过软件模拟突然卸载时起重机的动态响应 j。这 2种方法均将起重机整体稳定性作为动力学优化 目标，而对起重臂关键结构强失稳破坏的截面在焊接处主弦较细的-侧，破坏形式表现为整体弯曲失稳。

3)以试验测试的初始几何缺陷数据为依据，采用非线性有限元分析方法建立了考虑各种非线性因素影响的格构柱实际缺陷模型，通过比较试验结果与有限元数值计算结果，验证了采用非线性有限元数值分析方法进行高强钢格构柱极限承载分析的准确性和有效性，为此类结构的安全和可靠设计提供理论依据。