如何监测升降车臂架实时性能??   中山古镇升降车出租,  中山升降车出租,  升降车出租        由于传统理论开发新型升降车存在开发周期慢，精度低，复杂位置不能精确计算出强度、刚度结果等原因，已成为制约升降车快速研发的主要因素，近年来随着有限元软件逐渐被人们所接受，有限元分析正普遍应用到新型升降车臂架研发当中，结合现代化的测试技术，开发一款新型升降车周期大大缩短，计算精度越来越高。升降车主要结构分为臂架、转台、车架，其中主要的承载结构为臂架，臂架的强度刚度直接影响升降车的力学性能，在产品开发初期方案阶段，设计人员提出截面、臂架长度、铰点位置、材料、重量等基本参数，通过给出的升降车性能校核臂架的强度刚度，或者给出强度刚度限制输出力学性能是此阶段的主要任务，利用理论与计算机分析相结合的方式可以快速准确的完成此部分的任务，为设计人员建立详细设计模型提供参考。升降车服役时间较长，作业环境比较恶劣，起重臂会受到长期的不利因素影响，比如腐蚀、疲劳等，都会日积月累地在臂架中产生累积损伤，使起重性能下降，一旦发生危险，可能造成巨大不良影响，近年来，已发生多起作业事故。因此监测升降车臂架运行状态并进行预警，保障其安全工作就显得尤为重要。主要基于升降车上车结构健康监测及预警系统开发，针对升降车臂架，利用ANSYS对其进行方案计算、详细计算、缺陷参数对性能影响的分析,全面了解XCT12L4臂架的结构参数和力学性能，然后有效针对影响升降车吊装性能的几种缺陷参数，监测其对性能的影响，形成其不同程度损伤量对性能影响的数据库，为开发一种低成本且适用于各类升降车的可视化预警软件提供数据基础。最终对操作人员能够及时把握升降车的性能，对提高起重作业的安全性都有重要意义。

     起重臂是最主要的受力构件，直接决定了起重性能，在满足强度、刚度、稳定性要求外，还要尽量减轻重量，经过多年的技术积累，我国升降车臂架已经从最初性能较差的四边形截面改进到U形截面，使得起重臂性能日趋升高。  近年来，国内升降车厂商逐步加快新产品开发的速度，传统通过手工计算的解析法速度慢、精度低、复杂位置难以精确计算，只适用中小吨位升降车，无法满足快速开发以及大吨位开发的市场要求。经过多年的积累，大吨位升降车已经系列化，其结构形式相差不大，伴随着有限元软件的普及，很多厂商将有限元软件作为系列化产品快速分析计算与开发的突破口，将方案计算作为在产品设计初期来把握产品性能的重要工具，研究人员逐渐加大结构计算及性能计算软件的开发。在产品设计阶段，孙健利用APDL语言进行了方案计算的开发，简化模拟臂架并计算性能，获得了企业的认可。不久后，对大吨位升降车进行了性能计算的开发，得到实际应用，验证其有效性。

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     目前，国内已经完成一系列大型升降车臂架的分析工作，具备进行大型结构件弹塑性有限元计算以及结构稳定性分析计算能力。这使得国内升降车臂架性能不断提高，已经可以吊重1200t，最大吊重2000t的升降车正在开发中，跻身于世界前列。由于传感器技术落后，研究成本太高，结构健康监测技术在国内刚刚起步，最开始主要应用到大型桥梁结构，逐渐引入升降车行业。目前，国内主要依靠声发射法和光纤光栅传感器进行监测。声发射法依靠声发射信号判断局部损伤状况，用来监测裂纹扩展效果良好，但其信号微弱，并不适用于恶劣的起重作业环境，实际监测效果不理想，利用光纤光栅传感器进行应力应变监测得到了更多的认可。此技术虽然充分利用了新型光纤传感器的光学性能，但从光纤光栅的制作到光纤解调仪的购置成本颇高，使用一套完整的光纤光栅监测系统需要投资上百万元，难于在较低成本工程机械领域内普及，而且光纤易发生折断、脆断，维护困难成本高。

     

        本文针对升降车，利用ANSYS对臂架进行方案计算、详细计算、缺陷参数对性能影响的分析，全面把握臂架各个结构参数和力学性能，为探索一种基于监测臂架实时性能来达到安全预警的软件提供分析基础。（1）将XCT12L4臂架结构作为研究对象，用梁单元来模拟主臂臂架结构，用梁单元和壳单元组合模拟副臂结构，杆件单元来模拟油缸及绳排，用MPC184单元来模拟滑块及铰点，按照合理方式调整简化模型的质量，使其与真实情况一致，采用APDL和DOS语言建立方案计算模型，施加载荷，并提取油缸、绳排内力作为参考，验证方案计算模型的准确性。通过强度控制、刚度控制这两种控制，对多种工况分析计算得到各种工况下的吊重性能，为产品设计提供参考，为缺陷参数对性能影响的研究提供模型及性能参考。（2）根据实习工厂提供的Pro/E模型，简化并建立有限元详细计算模型，其中，与方案计算不同的是，主臂臂架使用壳单元模拟，滑块使用实体单元模拟，臂架与滑块之间建立接触关系来模拟臂架搭接，更为准确地模拟了相邻主臂间的传力特性。其后选取几种工况进行现场测试，采用动态应变测试系统测试相应位置的应力应变并与计算值对比，确保详细模型的正确性。（3）针对升降车，将其在使用过程中由于长期累积损伤而发生改变的结构参数或者在生产和使用过程中产生与理论设计不一致的设计参数定义为缺陷参数，结合设计人员与操作人员的实际经验，对可能存在的升降车主臂及与主臂相关的部件缺陷参数进行分析总结，本文针对风载荷、侧拉角、臂架间滑块磨损、主臂旁弯角四种缺陷参数进行分析，并计算出缺陷参数不同程度的损伤量对性能的影响百分比，为开发升降车上车结构健康监测及预警系统软件提供部分数据基础。

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