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某型汽車起重機采用四節(jié)伸縮式箱形吊臂，如圖所示。各節(jié)臂之間可以相對滑動，靠它們搭接的上下滑塊來傳遞作用力。基本臂1根部與轉(zhuǎn)臺通過水平銷軸鉸接，且其中部還與變幅液壓缸/鉸接，可實現(xiàn)吊臂在變幅平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。吊臂伸縮采用一級伸縮液壓缸、雙繩排滑輪機構(gòu)（兩伸、兩縮）以實現(xiàn)二、三、四節(jié)吊臂同步伸縮。吊臂截面形狀為兩塊成型鋼板對焊而成。其上半部為大圓角過渡形，下半部為外凸折板形，中部焊上槽形加強筋。
吊臂的有限元分析計算通常的方法是將吊臂結(jié)構(gòu)視為梁模型進行強度及剛度等方面的分析。但實際上，吊臂是由薄板對焊起來的箱形結(jié)構(gòu)，應(yīng)該視為板殼模型。解決這樣一個變截面板殼模型受力問題，比較行之有效的方法是有限元法。故我們應(yīng)用此法，并采用功能強大、技術(shù)上非常成熟的商用有限元軟件ANSYS為工具來進行分析。基于吊臂的實際工況較多，研究僅以全伸臂工況為，汽車起重機伸縮吊臂結(jié)構(gòu)有限元的分析過程。
考慮到吊臂的重量，在解算時由ANSYS自動計算。為確保其重心位置的正確性，必須以吊臂的真實工況位置（仰角）進行建模，亦即先要計算仰角的大小，再激活工作平面，將工作平面旋轉(zhuǎn)角，在工作平面內(nèi)造型。各節(jié)臂的筒體由薄板構(gòu)成，取中面尺寸造型。基于基本臂的尾部及四節(jié)臂的頭部結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜且剛性很大，故將其簡化成實體，利用ANSYS強大的造型功能，如：拉伸、移動、拷貝、布爾加減運算、粘接等，可方便地建模。
考慮到每節(jié)臂之間都有搭接部分，不易選中，且大部分板厚都不一樣，若是每塊板逐個進行網(wǎng)格劃分，效率低下，容易出錯，為此我們先在實體模型上指定屬性，即賦予所有實體需劃分的單元、材料特性、實常數(shù)等，然后由程序一次對所有板、塊進行網(wǎng)格劃分，同時也避免了在網(wǎng)格劃分操作中重復(fù)設(shè)置屬性。若是對某些網(wǎng)格形狀不滿意，則可對這部分重新進行劃分，因為重新劃分時，可刪除已有的網(wǎng)格，但不會刪除所指定的屬性。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設(shè)計│有限元分析│強度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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