汽車起重機吊臂有限元分析計算

1．有限元模型建立

有限元模型的建立，既要如實反映結構特征，又要盡量降低模型的復雜程度，本著這一原則，我們對吊臂進行了簡化。因為吊臂主要受壓彎作用，我們用梁單元beam181建模。按實際各節臂的臂長、搭接長度、滑塊位置畫線，然后將先前建立各節臂二維截面屬性賦給各節臂。吊臂頭部和滑輪都進行了簡化處理。對模型進行定義單元類型、材料屬性等，然后進行網格劃分。

2．加載和添加約束

按實際受力進行分解后加載到吊臂，包括吊重軸向和橫向分解力、鋼絲繩拉力和重力等。臂與臂之間耦合了x、y、z三個方向的自由度，并對吊臂后鉸點處進行了約束，除了y方向的自由度不約束外，其它5個自由度都進行了約束，另外對變幅油缸下鉸點和鋼絲繩也進行了約束。加載約束后，用通用求解器進行求解，得出計算結果。

3．計算結果與有限元計算結果比較

選取兩種工況進行比較，一種是全伸臂，即臂長為44.2m，仰角79°，吊重為10t，起升滑輪組倍率為3的情況；另一種是第一節油缸全伸，二節油缸伸1/3，即臂長為27.5m，仰角79°，吊重為20t，起升滑輪組倍率為4的情況(比較結果見表1、表2所示)。通過比較可以發現，非線性計算方法和有限元模擬兩者得出的結果相近，說明本計算結果準確。