大柔度格构式动臂塔机非线性及稳定性分析

摘要

随着科技的进步与发展，机械结构愈趋大型化、柔性化和精密化，以往的小位移线性分析已不能满足工程实际的要求，高精度、高效率的大位移结构计算分析方法及其应用软件，在工程应用中的需求越来越迫切。本文正是顺应这种需求以大型工程机械以及金属结构中常用的梁杆系统，在线弹性范围内的大位移几何非线性问题为研究对象，提出相应解决思路与方法。
　　本课题通过位移比较的方法，得出了双肢格构式构件等效为实腹构件时等效惯性矩的计算公式，并进一步延伸到四肢格构式构件等效惯性矩的计算，给出了四肢格构式构件等效为实腹式构件时，等效惯性矩的计算公式。提出了几种特殊形式的变截面格构式构件等效为等截面实腹式构件时等效惯性矩的计算方法。用有限单元法对不同腹杆布置形式的构件进行稳定性计算的基础上，对等效惯性矩的计算公式进行了验证。在不改变构件几何尺寸的情况下，实现了格构式结构到实腹式结构的等效。
　　本文从二阶理论角度出发，利用小变形条件下梁杆单元的精确有限元方程，结合大位移随动坐标的思路，建立了大位移弹性梁杆系统非线性分析的基本方法。由于小位移条件下的梁单元方程是通过二阶理论直接用微分方程推导而来，回避了插值理论带来的误差。结构大位移则通过单元小变形与随动坐标的关系进行相应变换得出的，其间未有省略与化简，从而保证了梁单元大位移运动平衡方程的精度。
　　以具体的实例给出了大柔度格构式动臂塔机整体稳定性和大位移小变形非线性的计算方法和步骤。

目录

大柔度格构式动臂塔机非线性及稳定性分析

NONLINEAR AND STABLE ANALYSISOF BIG FLEXIBILITY LATTICE FORMDERRICK CRANE

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 研究目的与意义

1.2 国内外该方向研究现状

1.3 本文主要研究内容

第2章 计算等效惯性矩的位移比较法

2.1 格构式构件侧向位移计算的便捷公式

2.2 变截面格构式构件等效惯性矩的计算

2.3 本章小结

第3章 格构式塔机的稳定性分析

3.1 结构稳定分析的有限单元法

3.2 格构式构件稳定性分析的等效法

3.3 本章小结

第4章 大柔度格构式塔机的非线性分析

4.1 梁单元分析的一阶与二阶理论

4.2 一般几何非线性有限元的全量平衡与增量平衡方程

4.3 基于二阶理论的大位移梁杆系统的随动坐标法

4.4 本章小结

结 论

参考文献

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