• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      塔身腹桿非常規(guī)布局的力學(xué)特性及設(shè)計(jì)方法研究

      2020-12-30 01:58:28
      建筑機(jī)械化 2020年12期
      關(guān)鍵詞:腹桿截面積塔身

      (沈陽建筑大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院,遼寧 沈陽 110168)

      一般情況下塔機(jī)正方形截面塔身4 片桁架的腹桿的布局都是相同的,常用的腹桿布局形式有W 型、N 型和K 型3 種形式,如圖1 所示。在國內(nèi)外已經(jīng)有了許多關(guān)于這些塔身腹桿受力狀態(tài)的研究。對于腹桿的布局一般有兩個(gè)目的:①要承受塔身的水平力和上部質(zhì)量在回轉(zhuǎn)和在風(fēng)載作用下產(chǎn)生的扭矩;②改善主肢的穩(wěn)定特性。

      圖1 塔身腹桿常用布局形式

      現(xiàn)在國外有一些塔機(jī)生產(chǎn)廠商的塔身四片采用不同的腹桿布局形式,如圖2 所示的是利勃海爾公司生產(chǎn)的塔機(jī),其塔身腹桿一面是K 形桁架,其余三面是N 型桁架或W 型桁架。可以將這兩種塔身腹桿結(jié)構(gòu)稱之為K3N 和K3W。對于這樣的布局目前國內(nèi)外尚未見到相關(guān)的設(shè)計(jì)理論,也未見到對其有關(guān)特點(diǎn)的研究。本文針對這類非常規(guī)腹桿布局進(jìn)行特性分析,并提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理論。

      圖2 塔身非常規(guī)腹桿布局

      1 非常規(guī)塔身腹桿力學(xué)特性分析

      如圖2 所示為非常規(guī)腹桿布局,是1 片塔身桁架為K 型桁架,而另外2 片是常規(guī)形式。固定式上回轉(zhuǎn)塔機(jī)在工作時(shí)經(jīng)常受到的水平載荷有風(fēng)載荷、變幅慣性力和回轉(zhuǎn)慣性力。一般情況下,塔身頂部只受到水平載荷時(shí),塔身會(huì)沿著載荷方向發(fā)生水平位移。但在塔身腹桿不一致時(shí),由于K 型腹桿片在相同水平力作用下,產(chǎn)生的位移就可能與其它片產(chǎn)生的水平位移不一致,這種不一致就會(huì)導(dǎo)致塔身上部出現(xiàn)一定量值的扭轉(zhuǎn)角度與小量值側(cè)向位移。圖3 是K3W 腹桿布局加載及變形示意圖。圖3a 是兩平行于K 片桁架的剪力作用于塔頂上的示意圖,圖3b 是塔頂在平行剪力作用下有限元模型變形效果圖。圖4 是K3N 腹桿布局。這兩種腹桿布局在相同的加載狀態(tài)下,頂部端面相對于底部截面都有扭轉(zhuǎn)角,也有一定量的側(cè)向位移,是由于K 片與其平行片的剛度差造成的。

      圖3 K3W平行剪力加載端面變形俯視圖

      圖4 K3N平行剪力加載端面變形俯視圖

      K3N 和K3W 兩種腹桿布局的塔身在純扭矩的作用下,上端面在發(fā)生扭轉(zhuǎn)的同時(shí),也產(chǎn)生小量值水平位移,圖5 和圖6 給出了兩種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的位移變化。形成水平位移也是由于K 片桁架的平面內(nèi)剛度與其它片不相同產(chǎn)生的結(jié)果。這種附加的水平位移會(huì)在軸力的作用下產(chǎn)生附加二次應(yīng)力,為塔身的強(qiáng)度帶來不利影響。

      圖5 K3N純扭矩作用俯視變形圖

      圖6 K3W純扭矩作用俯視變形圖

      2 非常規(guī)腹桿布局塔身等剛度設(shè)計(jì)方法

      為了解決腹桿異形布局所帶來的不利影響,在設(shè)計(jì)上應(yīng)力求K 型桁架平面內(nèi)的剛度與其它桁架在平面內(nèi)的剛度相等,這樣可以保證其變形與其它桁架片具有一致協(xié)調(diào)性,使之不會(huì)產(chǎn)生附加扭轉(zhuǎn)角與側(cè)向位移。下面以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ),對K 型桁架與N 型桁架和W 型桁架所形成的平面內(nèi)剛度相等的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究。

      圖7 給出了一種K 型桁架,兩種N 型桁架,即N1 型和N2 型兩種,和W 型桁架結(jié)構(gòu)形式。N1 型桁架的橫腹桿是受力的,橫腹桿承受水平載荷,N2 型桁架的橫腹桿不受力,橫腹桿是零桿。對于橫腹桿是零桿的N2 型桁架,其腹桿的受力狀態(tài)與W 型相同。下面首先研究N1 型橫腹桿承受水平力的結(jié)構(gòu)形式。

      圖7 四種腹桿形式簡圖

      對于圖7a 和圖7b 兩種形式,在水平力作用點(diǎn)都產(chǎn)生水平位移,其腹桿和弦桿都影響桁架平面內(nèi)的位移,但兩者弦桿相同,對桁架水平位移的影響也相同,在以水平位移相等為目標(biāo)的研究中可以忽略弦桿對位移的影響。對于圖7a 和圖7b 的計(jì)算模型可以簡化為圖8a 和圖8b,對一個(gè)節(jié)間的位移模型進(jìn)行研究。

      圖8 計(jì)算簡圖

      依據(jù)虛功原理可以求得K 型桁架一個(gè)節(jié)間在載荷作用點(diǎn)的位移為

      設(shè)Ak2=γAk1,則上式(1)可改寫為

      式中γ為K 型桁架的斜腹桿截面積Ak2與水平腹桿截面積Ak1之比γ=Ak2/Ak1。

      N1 型桁架在載荷作用點(diǎn)的位移為

      設(shè)AN2=ηAN1,則式(3)可改寫成

      式中η為N 型桁架的斜腹桿截面積AN2與水平腹桿截面積AN1之比η=AN2/AN1。

      對于N2 型和W 型與N1 的不同就在于橫腹桿不受力或沒有橫腹桿。這樣N2 型和W 型的水平位移可以統(tǒng)一用W 型表達(dá),且斜腹桿的截面積用N替代式(4)中的AN2,則位移表達(dá)式可寫成

      為了研究方便,將N2 型和W 型都記為W進(jìn)行研究。則ΔN2W用ΔW進(jìn)行表示。為了使K型與N1 型和W 型的水平剛度相同,則可令:ΔK=ΔN1和ΔK=ΔW,分別求得K 型桁架腹桿參數(shù)與N1 型和W 型桁架腹桿參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。

      當(dāng)ΔK=ΔN1,且用替代Ak2,可得

      當(dāng)ΔK=ΔW時(shí),且用替代Ak2,可得

      一般情況下,斜腹桿的布局有兩種情況,一種是橫腹桿與斜腹桿的截面相同,另一種是橫腹桿與斜腹桿受力狀態(tài)相等。

      對于橫腹桿與斜腹桿的截面相同的狀態(tài),可取γ=1,η=1 根據(jù)式(6)可得K 型腹桿橫截面與N1 型腹桿橫截面等剛度的條件為

      式中k1是與AN2的面積比例系數(shù)

      根據(jù)式(7)可得K 型腹桿橫截面與W 型腹桿截面等剛度的條件為

      式中k2是與AW的面積比例系數(shù)

      對于斜腹桿與水平腹桿受力相等的狀態(tài),可用腹桿的軸力值相等求得γ值為

      η值為

      將式(10)和式(11)代入式(6)可得K 型腹桿橫截面與N1 型腹桿橫截面等剛度的條件為

      式中k3是與AN2的面積比例系數(shù)

      將式(10)代入式(7)可得K 型腹桿截面與W型腹桿截面等剛度的條件為

      式中k4是與AW的面積比例系數(shù)

      3 腹桿截面積比例關(guān)系分析

      以一款6015 塔機(jī)為例,其塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的軸線寬度b=1665mm,單節(jié)間長度h=1400mm,其中一片采用K 型桁架,其余三片均采用文中前面提到討論的N 型和W 型桁架,斜腹桿截面積為AN2=AW=1435mm2。依據(jù)式(8)、式(9)、式(12)和式(13)依次可得

      上述數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)N 型桁架有橫腹桿,且橫腹桿承受水平力時(shí),由于累計(jì)變形量增加,降低了水平位移剛度,使得比例系數(shù)k1和k3減小,降低了K 型桁架斜腹桿的截面積。而對于橫腹桿不受力或沒有橫腹桿的W 型桁架,只有斜腹桿參與水平位移,提升了水平位移剛度,使得比例系數(shù)k2和k4都增大,使得K 型桁架斜腹桿的截面積也隨之增加。

      從式(8)、式(9)、式(12)和式(13)可以發(fā)現(xiàn),k1~k4都是b和h函數(shù),當(dāng)b和h發(fā)生變化時(shí)k1~k4四個(gè)系數(shù)也將同時(shí)發(fā)生變化,則Ak2也隨之變化。

      4 結(jié)論

      1)研究了塔身腹桿非常規(guī)布局的力學(xué)特性,在K 型片腹桿的水平剛度與其余片不相等的狀態(tài)下,塔身頂部在扭矩等載荷的作用下會(huì)產(chǎn)生側(cè)向偏移,對塔身的受力形成不利因素。

      2)以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ),研究了不同腹桿布局的位移計(jì)算方法,給出了相應(yīng)的計(jì)算表達(dá)式。

      3)以K 型腹桿與其它型式腹桿的塔身片桁架的水平位移相等為條件,推導(dǎo)出了K 型桁架腹桿截面積與N 型和W 型桁架腹桿截面積的關(guān)系表達(dá)式。

      猜你喜歡
      腹桿截面積塔身
      移動(dòng)式港口起重機(jī)塔身及拉桿設(shè)計(jì)分析
      港口裝卸(2022年4期)2022-08-31 00:40:28
      塔機(jī)起重臂腹桿變形問題的研究
      鋼管混凝土拱橋拱鉸斜腹桿合理夾角分析
      透視:雪糕疊疊樂
      孩子(2020年8期)2020-08-13 06:52:30
      風(fēng)輪葉片防雷金屬網(wǎng)等效截面積研究
      風(fēng)能(2019年10期)2019-02-18 11:12:26
      一種高溫?zé)煹澜孛娣e的在線檢測裝置設(shè)計(jì)及方法研究
      一種頂升套架自升式的內(nèi)爬塔機(jī)
      利用體積法推導(dǎo)螺旋箍筋的長度分析
      礦用電纜截面積選擇與校驗(yàn)
      關(guān)于鐵塔腹桿的抗彎作用和制造精度分析
      低碳世界(2016年35期)2017-01-12 03:08:25
      小金县| 奉新县| 高台县| 菏泽市| 望都县| 石景山区| 萍乡市| 阳山县| 朝阳市| 南开区| 常宁市| 米泉市| 琼海市| 晋江市| 孝感市| 梁平县| 赫章县| 龙门县| 宜都市| 贺兰县| 华宁县| 麻城市| 平邑县| 永吉县| 通州区| 从江县| 临沂市| 广南县| 婺源县| 道真| 浏阳市| 五指山市| 垫江县| 怀来县| 泰州市| 隆昌县| 土默特左旗| 丰镇市| 阳西县| 太保市| 富裕县|