登高车的臂架详细计算与现场测试验证???     佛山三水登高车出租,  佛山登高车出租,  登高车出租    XCT12L4臂架结构主要分为主臂、副臂、伸缩系统、变幅系统等几部分，本文对模型进行了简化，删掉了一些对结构受力影响很小的构件。根据臂架各部分的特点，分别寻找适宜的单元来模拟，简化形式及单元类型.

     臂架有限元模型简化主臂臂架结构采用SHELL181单元模拟，该单元是一种三维壳单元，有四个节点，每个节点有沿节点坐标系三方向的平动自由度和绕各轴的转动自由度，计算精度高，适宜薄壳或者中等厚度壳结构的力学分析。为了保证正确地模拟，在模型简化后，模型的质量要尽可能地与简化前保持一致，所以本文通过调整材料密度来修正模型质量，使其与实际质量一致，调整方法与方案计算一章中调整质量方法相同。

     臂头与臂尾模拟有限元详细计算是为了全面了解XCT12L4各项结构参数和力学性能而进行的，所以详细计算模型各部分要能够真实地模拟原结构。采用SHELL181壳单元来模拟，臂头臂尾简化完依然保留原几何形状，赋予壳单元真实的厚度与材料属性，更真实详细的模拟原结构。除末节臂臂尾及基本臂臂头外，其他节臂臂头几何形状类似，臂尾几何形状类似，各节臂臂头臂尾。

    滑块搭接模拟方案计算中滑块采用MPC184-Slider单元模拟，详细计算要求真实的反映滑块结构，采用SOLID185单元来模拟滑块实体。SOLID185是一种三维实体单元，有830个节点，每个节点有沿节点坐标系三个方向的平动自由度，它具有塑性、大变形等特性。为了更为真实的模拟臂架间的搭接，本文将滑块单元与臂架单元之间建立面-面接触关系。 接触属性有下列三种特性：（1）不互相渗透；（2）能够传递法向压力、切向摩擦力；（3）不传递法向拉力；铰接模拟铰点是主臂与其他部件连接点，比如，变幅铰点是变幅油缸与主臂连接点，主臂后铰点是基本臂与转台连接点等等。图3.5铰点模拟将伸缩油缸、变幅油缸、绳排系统简化，简化方式与方案计算相同，为了将其安装在模型中，本文在铰接中心点与结构边界建立BEAM188单元，两个铰接中心点通过一根BEAM188假梁连接，将油缸与绳排安装在假梁中心，用以模拟其真实的位置。 计算所得新性能表建立新的工况表，利用ANSYS对详细模型进行组装，组装模型示意图。由于没有采用简化转台，所以约束变幅后铰点、与主臂后铰点，约束三向平动，释放三向转动，与实际最为接近。

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   为了验证本章所建立的模型的准确性，我们选取三个工况计算，并进行现场测试验证。为了与测试结果对比，按照实际测试时的情况进行加载，只包含起升载荷，不包含自重载荷、起升动载荷、水平惯性力和风载荷。根据方案计算分析所得的性能表，现取主臂吊载时30.45m臂长，选择三个幅度工况，分别选择幅度为5.5m、9m、16m，具体计算工况。

    工况1计算结果详细计算模型,   使用第2.9节中的臂架材料，前三节臂许用应力为460MPa，末节臂许用应力为391MPa。臂架搭接处附近下表面及基本臂变幅铰点附近应力较大，最大为293.5MPa，出现在二、三节臂搭接位置，满足强度要求。臂架整体vonMises应力云图。臂架绝大部分位置应力水平较低，在220MPa以下。由于为了更直观看出各节臂架下表面各区域的应力范围，本文将工况1的vonMises应力区间阈值设置为0-220MPa。详细模型整体下表面vonMises应力云图。

 

      工况2计算结果臂架搭接处附近下表面及变幅铰点附近应力较大，最大应力为265.9MPa，出现在二、三节臂搭接位置，满足强度要求。臂架绝大部分位置应力水平较低，在200MPa以下。由于为了更直观看出各节臂架下表面各区域的应力范围，本文将工况2的vonMises应力区间阈值设置为0-200MPa。详细模型整体下表面vonMises应力云图。

       工况3计算结果臂架搭接位置附近下表面及基本臂变幅铰点附近应力较大，最大为244.0MPa，出现在二、三节臂搭接位置，满足强度要求。详细模型整体vonMises应力云图。 臂架绝大部分位置应力水平较低，在175MPa以下。由于为了更直观看出各节臂架下表面各区域的应力范围，本文将工况3的vonMises应力区间阈值设置为0-175MPa。详细模型整体下表面vonMises应力云图。 测试原理计算完成之后，针对三种工况进行现场测试。本次测试使用电阻应变片对16个测点进行应力测试，只采集沿贴片方向的微应变，每个测点贴双片降低测试误差。采用DH5902动态数据采集系统进行动态数据采集，该系统采用惠斯顿电桥来测量微应变，再转化为应力。 惠斯顿电桥R1、R2、R3、R4为桥臂电阻，A、C端有电压为E的电源，B、D端输出电压为U。R1电压降计算公式：112ABRUERR,   R4电压降计算公式：434ADRUERR,   U计算公式：ABADR,  要使电桥平衡，即U为零，则必须满足式：1324RR,   当臂架测点处发生变形时，应变片阻值相应发生变化：若各应变片灵敏系数均为K，则可变为：4EK,   EK/4为常数，应变仪输出读数r：r1234,   本次测试采用半桥接法，AB接应变片R1、BC接温补片R2，U按：3712,  ERREKUR,   读数r按：r12：1为应变片变形和温度导致的应变和，2为温度补偿片因温度引起的应变。然后转化为应力,  在ANSYS中提取被测点处沿贴片方向的单向应力值，然后将测试值r和ANSYS计算值进行对比计算误差dr. 

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