随着科学技术的不断进步,动臂塔机结构逐渐向大型化发展,起重量和工作速度不断提高。臂架作为起重机的重要支撑结构件,其重量在整机中占很大比重,并且过大的自重会严重影响起重机的起重能力。为了降低起重机臂架的重量,提高整机工作性能,开始对起重机臂架的弦杆使用轻质高强度合金钢。但多数情况下该桁架结构并不能充分利用材料的性能。针对上述问题,本文做了以下研究工作:以FZQ2000Z型动臂塔式起重机的析架式臂架结构为研究对象,分析了该起重机的结构及工作原理,探讨了臂架变幅平面和回转平面的载荷分布,研究了各工况下臂架的受力特点,确定了起重机臂架结构稳定性最差时臂架的长度和仰角的范围;运用ANSYS有限元软件,建立了多载荷组合条件下臂架结构的有限元分析模型,分析了最差稳定性时,臂架的最大承载能力和最大破坏吊重;通过对弦杆结构的改进,采用轻质高强度合金钢D562替换普通钢Q390,分析了此时臂架的弹塑性力学特性,确定了臂架弦杆、腹杆强度的最大利用率,结果表明用800MPa级超高强度合金钢D562替代常规Q390钢后,不但可以满足实际需要还可减轻臂架自重约30%,采用高强度钢材后臂架轴向压缩变形量增大,其中额定载荷工况水平位移的最大值为增加4.1%;最后,运用有限元模态理论分析理论,建立了起重机臂架的有限元模态分析模型,分析了臂架系统自振频率以及臂架整体结构的刚性。本研究为合理选择钢材、设计桁架结构,探索起重机臂架的力学特性及相关设计规律,提升臂架承载性能降低重量,提供理论依据。