汽車起重機支腿壓力的新算法

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1、維普資訊http://www.cqvip.com第19卷第3期重慶建筑大學(xué)學(xué)報Vol19No3J997年6月IofChor-,zoinzJianzhuUniversiJun1997汽車起重機支腿壓力的新算法譬·榮國瑞河北建筑工程學(xué)院建工系張家El075024摘要應(yīng)用經(jīng)典力學(xué)理論導(dǎo)出了計算：氣車起重機支腿反力的計算奩式．編寫了計算機程序，對車架進行了計算。為汽車起重機車架的設(shè)計計算提供了理論和計算依據(jù)。關(guān)鍵詞汽車起重機，車架，支腿反力中圖法分類號TH2136汽車起重機吊重時，其支腿承受的豎向反力稱為支腿壓力。由于汽車起重機在工作狀態(tài)有四個支腿支承，支腿壓力的計算屬_f超

2、靜定問題，求解較為困難過去確定支腿壓力時，大多按簡單的靜力平衡條件計算，這樣做不但沒有反映起重機車架的實際情況，而且經(jīng)常出現(xiàn)支腿壓力與支承情況不相符的現(xiàn)象，以致計算結(jié)果出現(xiàn)較大的錯誤。本文介紹一種采用經(jīng)典結(jié)構(gòu)力學(xué)理論并用計算機程序來完成的新方法。它不僅考慮了車架本身的變形對支腿壓力的影響，而且把車架的實際支承情況作為確定支腿壓力、建立方程的條件，從而保證了支腿壓力與支承條件的協(xié)調(diào)性。為汽車起重機車架和支腿的設(shè)計計算提供了可靠的依據(jù)。1計算模型及荷載目前，汽車起重機的支腿多采用日型支腿，由于其對地面適應(yīng)性好，故廣泛采用在中、大型汽車起重機上本文日型支腿為例，闡明汽車起重

3、機支腿壓力的計算理論和方法。汽車起重機車架，主要由大梁和支腿兩部分組成。其承受著起重機的自重、吊重及其相應(yīng)的力矩，如圖l所示由于大梁需要有較強的抗彎和抗扭性能，一般都把它做成整體性能好的箱形薄壁結(jié)構(gòu)因此可將大梁作為整體的一根粱。對于日型支腿，其包括固定腿和活動腿兩部分，為了保證支腿結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性，在太梁與固定腿之間，前后設(shè)有較強的斜撐聯(lián)系，所圖l車架受力示意圖收稿日期1996—11—13榮國瑞．男1959年生，講師維普資訊http://www.cqvip.com重慶建筑大學(xué)學(xué)報第l9卷以可將固定腿與太粱看作剛性連接。另外活動腿與固定腿之間，采用插入式相互搭接，如圖2

4、所示，而且兩者的軸線前后錯開，各與支腿的中心線相隔一定距離。根據(jù)以上情況，在對車廠廠b)圈2支腿受力情鞏示意圖架進行靜態(tài)研究計算豎向廈力時可以把車架簡化成如圖3所示的平面剮架?？Ｓ嬎隳Ｐ椭话ㄇ昂笾仍趦?nèi)的車架的后段，而車架前段重量對后段的影響則在車架的下車自重中加以考慮車架承受的荷載，除下車自重島和上車自重＆及其對回轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生的偏心力矩％外，還有吊重p和起重力矩％，起重力矩是由吊重產(chǎn)生的對于回轉(zhuǎn)中心的力矩即一一——』L——螄：Q-曰COS“f1)其中B為吊臂的工作長度，為吊臂工作時困3計算模型的仰俯角。由于上車自重和吊重及其相應(yīng)的力矩都是通過回轉(zhuǎn)支承傳給車架的，而且

5、和慨作用在同一平面內(nèi)，所以可將它們合并在一起，轉(zhuǎn)化為作用在車架回轉(zhuǎn)中心處的集中力P和力矩盯，即P=Q+，Ⅳ=％+％(2)為了使計算得以簡化．將力矩分解為繞粱的軸的扭旭和繞梁的軸的彎矩尬兩個力矩分量，即M=朋孤日，慨=(3J其中口為起重機吊臂的工作方位角因此，車架承受的荷載可以歸納為：下車自重島、中心豎向集中力P、繞軸的力矩魁和繞y軸的力矩尬，共計四種計算荷載2計算原理車架是由四個支腿支承的，如果忽略地面水平摩擦力，在豎向荷載作用下車架豎向支反力的計算，屬于一次超靜定問題當(dāng)采用結(jié)構(gòu)力學(xué)的力法對其進行計算時，首先應(yīng)將其變?yōu)殪o定結(jié)構(gòu)，例如去掉D支腿代之以反力R，以此作為力法

6、計算的基本結(jié)構(gòu)，以D支腿的維普資訊http://www.cqvip.com第3期榮國瑞：汽車起重機支腿壓力的新算法5l反力作為基本未知量進行計算。根據(jù)車架的支承條件，首先設(shè)車架在支點D沿力凡的方向上的位移等于零，據(jù)此建立力法方程如下：占l_X】+△】=0(4J其中，表示待求的支反力；表示基本結(jié)構(gòu)由于單位力蜀：1的作用，在支點D沿置方向產(chǎn)生的位移；△表示基本結(jié)構(gòu)在支點D沿墨方向由荷載產(chǎn)生的位移。由于d．．和△分別表示靜定結(jié)構(gòu)在單位力和已知荷載作用下的位移，所以采用單位荷載法便可完全確定。即=∑J警+∑J警(5)：∑Jd+∑jd(6)其中、分別表示基本結(jié)構(gòu)由力蜀=1產(chǎn)生的

7、彎矩和扭矩；％、分別表示基本結(jié)構(gòu)由荷載產(chǎn)生的彎矩和扭矩。為了得到上述彎矩和扭矩，首先根據(jù)靜力平衡條件，求出結(jié)構(gòu)的三個未知反力、凡和，在荷載作用下，由平衡條件可以得到下面的聯(lián)立方程：F+F+F一G5一P=0+一一：0(7)(cl—C3+C6)一Ffc

8、一C6)一F(c3+C6)+G￡4．解方程組得到：F：tcs+P1／2一MC2如=C3+G5fc3一C4j一2C#C2一尬L(8)F：}G5『cl一n4J／2+PfCJ2一C3j+M；{c1+2c61C2+Mj，CL同理，可求得基本結(jié)構(gòu)在單位力X】：F4：1作用下的三個支腿反力，即一F2=一F4}(9)一