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随着工程建设的发展,履带起重机得到广泛应用,臂架作为起重机的主要承载部件,其结构日益向着大型、高耸、轻柔、桁架式的方向发展。高强度钢材的大量采用提高了结构强度,却使刚度和稳定性问题日显突出。由于履带起重机臂架中复杂桁架结构的应用,使轻型、组合臂架的稳定性计算既不能通过简化公式进行,也很难利用现有软件快速实现,成为臂架设计计算的难点。目前,国内设计人员主要参考国外相关数据进行臂架设计,对于臂架稳定性要求只利用现行规范进行校核,并且规范对于轻型和组合臂架无能为力,若利用其中的长细比进行等效,组合臂架的几何关系会发生大的变化,很难进行整体稳定性计算,也不能深入了解组合臂架的非线性效应。针对上述问题,本文充分分析研究履带起重机桁架臂的结构特点,深入研究桁架结构惯性矩等效、阶梯梁的等截面惯性矩等效、阶梯梁的非线性效应,实现臂架的稳定性计算。论文主要的研究工作和研究成果如下:(1)分析履带起重机臂架的工作原理、结构特点和受力情况,了解目前设计中出现的臂架参数确定和稳定性计算问题,确定臂架稳定性研究的必要性和可行性。(2)掌握现有桁架结构的简化方法,研究其方法的完备性,推导得到考虑剪力影响下的桁架结构简化公式,提高了小长细比下的简化精度。(3)在轻型主臂简化为阶梯梁的基础上,分别通过微分法、能量法和有限单元法对其进行分析,并推导出阶梯梁的普遍等效公式,将理论分析结果与ANSYS分析结果进行对比,得到三阶阶梯梁的惯性矩等效曲线,为轻型臂的稳定计算提供参考。(4)考虑臂架的压弯效应,进行了简支和悬臂两种支撑情况下的非线性稳定性分析,即横向均布载荷和轴向力同时作用时,等截面梁和变截面梁的非线性效应,得到各种情况下的效应曲线,分别进行理论曲线和ANSYS曲线对比,并提出临界值的评价标准,可以进行单个臂架的稳定性计算。(5)对组合臂架(副臂工况)进行整体稳定性计算时,考虑侧载,通过对桁架结构的扭转惯性矩等效,计入主臂的扭转效应,最终可以利用现有软件快速实现组合臂架的稳定性计算。