100t伸缩臂履带式起重机臂架结构设计和优化分析

钢筋混凝土伸臂梁设计中的经验总结与优化方案在钢筋混凝土伸臂梁设计中的经验总结与优化方案问题上，为了确保文章整洁美观，本文将按照以下格式进行撰写：一、引言钢筋混凝土伸臂梁作为一种常用的结构梁型，具有承载力强、施工方便等优势，被广泛应用于桥梁、高楼等工程中。

然而，在设计与施工过程中，也存在一些问题和挑战。

本文旨在总结钢筋混凝土伸臂梁设计中的经验，并提出相应的优化方案，以提高工程效果和质量。

二、设计经验总结1. 荷载分析钢筋混凝土伸臂梁的设计首先需要进行准确的荷载分析，包括常规荷载和临时荷载的考虑。

在分析荷载的过程中，应合理选择设计荷载值，并根据实际情况确定梁的重要参数，如截面尺寸、受力状态等。

2. 截面设计根据荷载分析的结果，钢筋混凝土伸臂梁的截面设计应合理选取，以满足强度和刚度的要求。

一般而言，考虑截面的矩形与T形截面两种类型，根据具体情况进行选择，并应确保截面的可施工性和经济性。

3. 纵向受力设计钢筋混凝土伸臂梁在受到荷载作用时，除了考虑截面设计外，还需要进行纵向受力设计。

这包括合理布置纵向受力筋、设置预应力或悬挂荷载等。

在进行纵向受力设计时，应注意控制裂缝的发展，以确保结构的安全性和耐久性。

4. 抗剪设计钢筋混凝土伸臂梁的抗剪设计是设计过程中的重要环节。

通常采用剪力折减法进行设计，在确定剪力荷载的基础上，计算剪力折减系数，并选取合适的抗剪筋。

5. 配筋设计在完成上述设计之后，钢筋混凝土伸臂梁的最后一步是配筋设计。

根据截面设计和受力分析的结果，选取适当的梁筋和箍筋，并按照规范要求布置。

三、设计优化方案1. 结构形式优化钢筋混凝土伸臂梁的结构形式有多种选择，如悬臂式、支座式等。

在实际设计中，应根据工程要求和施工条件，选择最为适合的结构形式，以提高整体刚度和承载能力。

2. 采用新材料随着科技的进步，新型材料的应用也为钢筋混凝土伸臂梁设计带来了新的思路。

例如，高性能混凝土、纤维增强材料等的引入可以增加梁的强度和延性，并减小结构的自重，实现优化设计。

机械结构的优化设计与强度分析机械工程是一门应用科学，涉及设计、制造和维护各种机械设备和系统的学科。

在机械工程中，机械结构的优化设计和强度分析是非常重要的领域。

本文将探讨机械结构优化设计和强度分析的相关概念、方法和应用。

一、机械结构的优化设计机械结构的优化设计旨在通过改进结构的形状、尺寸和材料，以实现性能和效率的最大化。

在优化设计中，需要考虑多个因素，如结构的强度、刚度、稳定性、质量、成本和可靠性等。

为了实现优化设计，工程师通常使用计算机辅助设计（CAD）软件和有限元分析（FEA）方法。

在机械结构的优化设计中，一种常用的方法是拓扑优化。

拓扑优化是通过改变结构的拓扑形状，以减少结构的质量和应力集中区域。

拓扑优化可以通过迭代过程来实现，通过在每一步中去除不必要的材料，从而逐渐优化结构的形状。

这种方法可以显著提高结构的性能和效率。

另一种常用的优化设计方法是参数化设计。

参数化设计是通过改变结构的尺寸和形状参数，以实现性能的最优化。

参数化设计可以通过设计变量的选择和优化算法的应用来实现。

通过这种方法，工程师可以在满足一定约束条件的前提下，找到最佳的结构设计。

二、机械结构的强度分析机械结构的强度分析是为了评估结构在工作条件下的强度和刚度。

在强度分析中，需要考虑结构的受力情况、材料的力学性能和结构的几何形状等因素。

强度分析可以通过解析方法和数值方法来实现。

在强度分析中，一种常用的数值方法是有限元分析（FEA）。

有限元分析是一种基于数值计算的方法，通过将结构分割成许多小的有限元单元，然后求解每个单元的力学方程，最终得到整个结构的应力和位移分布。

有限元分析可以用于评估结构的强度、刚度、稳定性和疲劳寿命等。

除了有限元分析，还有其他的强度分析方法，如解析法、试验法和计算机模拟等。

这些方法可以根据具体情况选择和应用，以评估结构的强度和性能。

结论机械结构的优化设计和强度分析是机械工程中的重要领域。

通过优化设计，可以改进结构的形状、尺寸和材料，从而实现性能和效率的最大化。

避免起重机吊臂伸缩时抖动的结构设计要点发布时间：2023-01-28T06:52:48.196Z 来源：《中国建设信息化》2022年第18期作者：赵星星[导读] 起重机伸缩式吊臂在伸缩过程中易出现抖动，尤其是在起重机伸缩时吊臂完全伸缩或上升至最大高度后赵星星身份证号：32108419870926****，江苏扬州 225600摘要：起重机伸缩式吊臂在伸缩过程中易出现抖动，尤其是在起重机伸缩时吊臂完全伸缩或上升至最大高度后，进行缩臂或下摆操作时，会出现较大的抖动，从而导致被吊货物不稳定，操作困难，存在安全隐患。

因此本文将对避免起重机吊臂伸缩时抖动的结构设计要点进行探究。

关键词：起重机吊臂；伸缩；抖动；结构设计1 引言起重机伸缩臂在使用伸缩缸和钢索的情况下，经常会发生一定的抖动，甚至会产生异常的声音。

当抖动、异常响声较大时，调试人员普遍认为与水力系统有关系，所以在分析和处理起重机伸缩式吊臂抖动问题时，需要先检查油缸中是否有空气、平衡阀是否工作正常等。

实际上，由于吊臂架的结构不合理，在伸缩过程中也会出现抖动和异常声响。

因此，以下将对避免起重机吊臂伸缩时抖动的结构设计要点进行探究。

2 起重机吊臂伸缩时抖动原因起重机伸缩式吊臂的回缩会由于牵扯到起重机伸缩式吊臂和液压件，其原因分析比较复杂，难以处理；(1)将吊臂机本身的加工错误所引起的抖动因素考虑在内；(2)尼龙滑块由于较高的摩擦系数而引起的抖动；如果吊臂在伸缩过程中的摩擦力太大，会导致系统的压力变化，由此使其在液压冲击情况下导致吊臂出现抖动问题。

如果吊臂的滑块磨损较大，那么吊臂在伸出的过程中会发生倾斜，并且很容易发生抖动；缩臂时，也增加了吊臂的阻力，使其抖动更加剧烈。

(3)应注意是否有足够的润滑；(4)考虑油缸会不会发生抖动；(5)检查平衡阀门的故障情况；（6）吊臂伸缩钢丝绳松动。

吊臂伸缩式钢索的松动会导致起重机的振动。

判别方法：拆卸伸缩钢索，仅靠伸缩缸来驱动伸缩臂，观察吊臂伸缩是否自由，是否有抖动。

摘要履带起重机是工程起重机行业的一个重要门类，是现代工程建设施工中不可缺少的大型设备之一。

臂架作为履带起重机的主要承载结构件，尤其是在大吨位履带起重机中，其设计和制造质量直接关系着起重机的整机安全性。

长臂架刚度小，起臂工况下，二次变形易引起结构失稳而导致起臂失败，造成臂架损坏的严重后果，因此合理的对臂架结构进行设计是成功的对履带式起重机设计的关键。

履带起重机是用于起重作业的流动式起重机，可用于物料起重运输、设备及厂房安装等作业。

履带起重机由于接地比压小，转弯半径小，爬坡能力大，能适应恶劣地面，具有起重能力大、臂长组合多、起重性能好、作业幅度大、吊重作业不需要打支腿、可吊载行驶等特点，使它具有其它类型起重机所无法比拟的优势。

但由于其作用工况复杂，更需要合理的设计及仿真。

本课题主要对80t履带起重机臂架进行合理的设计计算，并按照设计所得的尺寸对臂架建模，利用ansys软件对模型进行有限元分析，模态分析等。

关键词：履带式起重机，臂架系统，静态分析，模态分析ABSTRACTCrawler crane is one of the necessary equipments and weightily type in project construction at hoist industry. As main bearing weight structure of the crawler crane, the design and manufacture quality for boom system are important to the safety of the whole machine, especially for the great tonnage cranes. The failure of the boom raised and damage to the boom result from the little rigidity of the long boom. The auxiliary bracing is a vital factor in the boom system. The deflection and the bearing weight condition can be improved obviously.Crawler crane is a mobile crane for lifting operation, lifting can be used to transport materials, equipment and installation of plant and other operations. Crawler crane has low grounding pressure, small turning radius and large climbing ability. It also can adapt to poor ground. Crawler crane has a large lifting capacity, kinds of combination for the length of the arm and large operating range.It also performs well in lifting. Just because of all this characters it has,crawler crane has the incomparable advantages which other types of cranes do not have.However, because it always works in the complicated situation, the reasonable design and simulation is necessary.This essay mainly talks about how to make a rational design for the boom of 80t crawlar crane and to creat the model of the boom with the designing size,then using ansys software to make finite element analysis and modal analysis for the model of the boom.Key words：Crawler Crane; Boom System;Static Analysis;Modal Analysis目录中文摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)1绪论 (1)1.1 履带式起重机发展概述 (1)1.1.1国外履带式起重机发展现状 (1)1.1.2国内履带式起重机发展现状 (3)1.1.3履带式起重机发展趋势 (4)1.2起重机现代设计方法概述 (5)1.3课题的提出与意义 (8)1.3.1课题的提出 (8)1.3.2课题的意义 (8)2 履带式起重机及其臂架系统 (10)2.1履带式起重机简介 (10)2.2履带式起重机臂架组合方式与工作原理 (12)2.3起重机计算工况 (13)2.4臂架有限元分析 (14)2.4.1结构简化 (14)2.4.2有限元离散 (14)2.4.3载荷处理 (15)2.5本章小结 (17)3 有限元法及ANSYS分析系统 (18)3.1 有限元法 (18)3.1.1有限元法的基本思想 (18)3.1.2有限元法的基本要素 (18)3.1.3有限元法的典型分析步骤 (18)3.1.4有限元法的特点 (19)3.2 ANSYS有限元分析软件 (19)3.2.1 ANSYS分析软件 (19)3.2.2 ANSYS的主要功能 (20)3.2.3 ANSYS的主要技术特点 (20)3.2.4有限元分析流程 (21)3.3本章小结 (23)4 80t履带式起重机臂架的设计计算 (24)4.1选择臂架材料 (24)4.1.1垂直载荷Q (24)4.1.2起升绳拉力S (26)4.1.3图解法求轴向力P (27)4.1.4校核臂架截面积 (27)4.2臂架截面积的计算 (29)4.2.1臂架的计算长度l cx与l cy的计算 (29)4.2.2臂架的回转半径 (31)4.2.3臂架的截面尺寸计算 (33)4.3校核构件长细比λh (33)4.4本章小结 (34)5臂架模型的建立及有限元结构分析 (35)5.1模型的建立 (35)5.1.1确定建模方法 (35)5.1.2建立模型 (37)5.2选择单元类型 (39)5.3网格划分 (41)5.4约束及载荷处理 (42)5.5求解及计算结果分析 (46)5.6本章小结 (48)6模态分析 (49)6.1模态分析介绍 (49)6.2有限元模态分析的基础 (50)6.3模态分析的步骤 (50)6.4臂架模态分析 (52)6.5臂架模态计算结果分析 (56)6.6本章小结 (56)7结论与展望 (57)致谢 (58)参考文献 (59)1 绪论1.1履带起重机发展概述履带起重机以其起重量大、作业空间大、带载行走、接地比压小并可借助附加装置实现一机多用等独特的优势逐渐从众多起重机中脱颖而出，成为工程建设中的佼佼者。

双变幅桅杆起重机设计分析与优化一、双变幅桅杆起重机的工作原理双变幅桅杆起重机是一种通过在斜拉杆上设置滚动轭和伸缩式的吊装系统，来实现高效起重作业的起重机。

它的工作原理主要是通过伸缩式吊装系统的伸缩机构，使得起重臂在工作时可以根据工况要求伸缩变幅，并且在整个变幅范围内都能保持较好的平衡性和稳定性。

通过斜拉杆的设置，可以提供起重机的稳定性和安全性。

二、双变幅桅杆起重机的设计分析1. 结构设计分析双变幅桅杆起重机主要由主梁、斜杆、伸缩臂、滚轭、主卷扬机等部分组成。

主梁和斜杆是起重机主体的支撑结构，伸缩臂和滚轭则是起重机变幅和吊装工作的关键部件。

在设计过程中，需要充分考虑这些部件的结构强度、稳定性、安全性等方面的要求，以确保起重机在工作时能够稳定、安全地完成各种起重作业。

2. 传动系统设计分析双变幅桅杆起重机的伸缩臂和滚轭的伸缩机构是通过传动系统来实现的。

传动系统的设计需要考虑到起重机的变幅要求和控制要求，选择合适的传动方式和传动结构，以确保伸缩臂和滚轭能够在工作时实现快速、稳定的伸缩变幅，并且能够满足起重作业的要求。

3. 控制系统设计分析双变幅桅杆起重机的控制系统是起重机操作和变幅控制的关键部分。

控制系统设计需要充分考虑起重机的工作环境和工作要求，选择合适的控制方式和控制元件，以实现起重机的精确操作和变幅控制，确保起重作业的安全性和高效性。

三、双变幅桅杆起重机的优化方案1. 结构优化方案通过采用轻量化材料和优化结构设计，减小起重机自重，提高机械强度和稳定性，从而提高起重机的工作效率和使用寿命。

2. 传动系统优化方案采用先进的传动方式和传动结构，提高传动系统的传动效率和可靠性，减小传动系统的能量损耗，实现起重机的快速、稳定的变幅操作。

3. 控制系统优化方案采用先进的控制方式和控制元件，实现起重机的精确控制和智能化操作，提高起重机的工作精度和安全性，减小人为误操作对起重机的影响。

四、结语通过对双变幅桅杆起重机的设计分析和优化方案的研究，可以进一步提高起重机的性能和效率，满足不同工程项目的起重要求，为工程建设提供更好的技术支持和服务保障。

100t全回转拱上吊机走行机构优化设计蔡正茂（中交二航局第四工程有限公司，安徽芜湖 241007）［摘要］根据大型全回转拱上吊机爬拱时走行机构存在轮压大、前后轮受力不均的问题，结合常泰大桥100t全回转拱上吊机整机性能参数和要求，在对走行机构进行受力分析及有限元计算的基础上，对其结构进行优化设计，提出了一种走行机构主结构非对称设计方式，均衡了爬拱过程中走行前后走行轮受力，增强拱上吊机牵引走行的稳定性，对拱上吊机走行机构的设计提供了有益参考。

［关键词］拱上吊机；走行机构；有限元分析；优化设计［中图分类号］TH21 ［文献标识码］B ［文章编号］1001-554X（2021）06-0066-04Optimal design of running mechanism of 100t full rotary arch craneCAI Zheng-mao100t全回转拱上吊机是作业于常泰长江大桥钢桁拱桥的桅杆式起重机，整机分为上部桅杆吊部分和下部走行部分（见图1）。

上部桅杆吊部分主要包括臂架、三角架、上转台、变幅回转系统等部件，下部走行部分主要包括上底盘、下底盘、螺旋调平、前后走行机构、前后锚固机构、牵引系统等部件。

走行及工作状态下，上部桅杆吊部分始终保持水平状态，并可完成360°全回转吊装工作；下部走行部分的上底盘由螺旋调平部件控制，使其始终保持水平状态，下底盘及以下结构与桥面保持同一斜度。

由于常泰长江大桥钢桁拱桥的结构特点，上部桅杆吊部分下部走行部分图1 100t全回转拱上吊机整机总图拱桥上弦杆与水平面存在0°～25°的斜度，拱上架梁吊机在爬拱走行过程中，走行机构需与拱桥上弦杆保持同一斜度，由于倾斜受力，存在前后车轮受力不均、轮压大、走行安全风险高等特点。

本文结合以往拱上吊机走行机构的设计制造和现场使用情况，分析了100t全回转拱上吊机走行机构的受力情况，采用ANSYS有限元软件对走行机构进行了分析计算，在此基础上对其结构进行了优化和改进。