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伸缩臂式起重机阶梯柱模型的临界力计算对比

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【作者】 姚峰林孟文俊赵婕石国善

【Author】 YAO Feng-lin;MENG Wen-jun;ZHAO Jie;SHI Guo-shan;School of Mechanical Engineering,Taiyuan University of Science and Technology;Department of Computer Engineering,Taiyuan University;

【机构】 太原科技大学机械工程学院太原大学计算机工程系

【摘要】 为解决大型全地面起重机伸缩臂稳定性的临界力的问题,针对五阶以上n阶阶梯柱理论计算的空白和国家标准的缺失。基于微弯曲理论列写微分方程,得到理想柱的挠曲线,使用此曲线和瑞利李兹法可得理想柱欧拉临界力。对于n阶阶梯柱,使用理想柱挠曲线和抛物线两种假设曲线结合瑞利李兹法,可分别求得阶梯柱的临界力和等效长度系数。基于纵横弯曲理论,建立n阶伸缩臂的阶梯柱的分段微分方程组,并利用数学归纳法推导出n阶阶梯柱压杆稳定性的递推公式。针对递推公式当中的超越方程,结合结构受力特征,列写补充方程,使用Levenberg-Marquardt数值最优化算法求解具有n个未知数的超越方程组,利用此算法能够求解出n阶阶梯柱的长度系数。以上三种方法得到的长度系数与GB3811-2008,ANSYS 17.0结果进行对比。研究结果表明,提出数值算法的精度最高;并且在阶梯柱的阶数较高时,传统的前两种算法将产生较大误差。

【基金】 国家高技术研究发展规划(863计划)项目(SS2013AA041104);国家自然科学基金资助项目(51575370);山西省自然科学基金(201701D221130)
【所属期刊栏目】 理论与方法研究 (2020年05期)
  • 【DOI】10.19356/j.cnki.1001-3997.2020.05.006
  • 【分类号】O241;TH21
  • 【下载频次】2
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