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1、袱义八义风“找 八丫盆义盆沐丈发 渭叉狱 冰笠沐义又 沐火、义又义火,。,汉沐汉沐义。 洲义义减,火狱沐,义减,义洲盆盆洲,冰丈狱洲火狱沐义军哎洲叉 汽车起重机伸缩臂滑块作用处 局部应力的计算次“西南交通大学柳葆生王金诺” “肖摘要本文介绍 汽车起重机箱形伸缩臂滑块作用处盖板局部应力计算的解析法。提出了三种受力情况的简支板的挠度和弯矩表达式,并结合长江起重机厂的型汽车起重机进行了计算,给出了计算值与试验工况下局部应力测量值的对比曲线,提出了箱形梁盖板上的 计算最大应 力点位三二滑块内侧边缘的中点位置上。叙词汽车起重机伸缩臂架局部应力汽车 起重 讥箱形伸缩臂滑块 作用处局部应力的计算,采用经验公
2、式得到 的结果与实际值相差太大,演一些汽车 起重机吊臂在 实际使用中,发生过滑决附近拱 起、下塌、局部金属流动甚至撕裂的事故。如用板壳有限元 方法,由于前、后处理中的麻烦和过大 的计算量,在实际工程设计中尚未普遍应用。本文介绍 的级数解采用简单的力学模型,编制程序简单,输人少数基本数据可立即得 出计算结果,在工程设计中简单实用,具有相 当的应用价值。并在长江起重机厂一型汽车起重机的设计中进行了实验验证。计算式的推导采用弹性薄板小挠度弯 曲理论,以下列 三项假设为墓础公沿板厚方向形变分 量。微 小,可 不计。厄应力分量、二和远小于 其它三个应 力分量,所 引起的形 变可不 计。匆薄板中 面 内各
3、 点没 有平行于 中面的位移。计算盖板在滑块作用下 的局部应 力时,需考虑腹板的约束影响。在未弄清滑块顶面与盖板接触应 力分布规律的情况下,滑块压 力按均布载 荷计算。所取力学模型 如 图。考虑到实际工况采用对称结构,计算坐标 系统示于 图。力学模型 的其它边缘为简支边,由于滑块作用为局部受力,当多边缘距滑块作用点较远时,按简支边处理比较合理。上盖板 载荷分布情况及坐标系见图。将上盖板 与两侧腹板分离进行分析,边缘起重运输机械一士令处存 在分 布弯矩设。为简支板计算得到 的挠度,。,为上盖 板在筒支情况下 由两侧边缘分布 弯矩力作用所产生的挠度,。为右 侧 腹板在简 支 状 态下,下为材料的泊
4、松比。板 中沿、方向的弯矩二、,为,的挠度。坐边受分布弯 矩作用所 产生一令,令,一令令相应在板 的表面沿、方 向的应力分量】尸尸尸一群七七自侧门攀攀攀攀攀攀攀李李李卜, ,柔柔柔袭袭袭。睿睿睿睿睿一。厂厂 阵阵阵阵阵阵阵阵仇一叭万气二叭丁图盖板、腹板连接边 的变形协调条件为口。, 薪们令十衷东万一令瓦一等分布 弯矩以三角 级 数 形式表示帅一艺一号兀求解目的为盖板处 的挠度和弯矩。为 综合考虑腹板的约束作用,将盖板、腹板分离进行分析。盖板上承 受滑块作用的局部载荷和两侧与腹板联接处 由盖板传递的边缘分布弯矩。腹板则简化为 由盖板连接一侧承受由盖板传递的边缘分布弯矩,大小相等、方 向相反另一侧
5、边缘为简支边。分别求 出盖板承受滑块局部载荷、盖板承受两侧边缘分布弯矩和腹板一侧承受边缘分布弯矩的表达式,利用式的弯形协调条件求 出相应未知数后,迭加盖板上承受滑块载 荷和两侧承受边缘分布弯矩的表达式,即得所需的计算方程式。对称 均布 力作用下简 支板的挠度和弯矩表达式参见图,依据弹性 薄 板理论,得 出式和的结果。在此我们省略繁琐的推导过程,仅给 出明确的结果表达式。为简化书写,采用分级表达的方式。其 中为 待定表达式。依据弹性薄板 小挠度理论 计算 的基本方程令、兀爪北夕 艺。卫三、少、,产八月 了、了、二卫 圣些。丁二于厂十艺 人,。,卫兀“二雪式中为板面分布载荷,为板的抗 弯刚度其 中
6、为级数解中的项序数,取值为“一,为弹性模量,为板 厚,”一的奇数递增系列,。、,、,。、,为简化书写所使用的替代变量,为各项的系数起重运输机械参见、,使用和凡的表达式。,由于表达书写,”一数项中间变量来代替某些表达式,这些变量并无物理上的实际意义。选一。一。一,户十。共红刁乙目,琐值繁取,。一。,厂 李。,一,、。,下掣七几艺乙口。二,一气 仄一口。丫、 乙用翻一合“,一“丫。工护,以及护,。,。一一盖。一一一下一二二。二一。孟。使用 以上中间变量和 函数,由弯矩表达式达式。参见 图,在 区域内。一艺二得到“和沿、方向弯矩。一艺一刀艺仁二丫。二。,。沉二在线之下一艺。尸。成,栩一艺。,二一一一
7、一口跳二,。一艺。目两侧边缘受对称分布弯矩简支板的挠度表达式参见图一一起盆运箱机械,入入呱厂厂、呱、 、沪一一、八沪习一 厂一二二,、 只只三三、, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,入入产尹介介,、产产产产、户户户户、二。沪沪沪沪、, , , ,入入入名名名从图万勿“兀兀,二福二币厂 一夕刀,皿,“邢。亢,二,、二八厂门一 十二万气二 白卢。、兀,兀 一口卿二、飞 了。、厂吐斌单侧边缘受分布 弯矩简支板的挠 度表达式参见图设刀孟琳兀 口。聋 刀,二一二一,一一二下 又一丫口,二二一份一,二弋 兀刀艺”一一兀。厂,。,乙,一二二龟。一
8、尸 、。卫二圣一一塑匹三,卫垫丝三口。,。,十一二一,不,厂气 卢。兀兀爪兀八一 】,汉夕叭获上述三种分离状况 的分析结果后,可依下列方法求得考虑腹板约束作用盖板上局部应力的计算表达式。根据迭加原理,在区域内,有连续条件式推导得 出。为表达简便,定义如下中间变量,。占二二 掣乙刀。刀。、刀。刀。刀、产注上了、了,。一刀、,奇一流和式,可求得。,、刀产,。二工,二工在线之下,则有。且。二二二、,式中。、。,对、。和,由式、,、,的表达式。所需的另的计算由式、得 出。,工、一些中间变量有 公、二和、,。由边缘,粤处 的转角 乙起重运输机械兀刀厚度,而对腹板高度进行折算,可获得比较满意的计算结果。折
9、算公式为,用一。 二二,气了 刀。折十 刀。空升一 一一 一少、 、一一,二二二、一。、。二。二一,一。,三在区域 内一卜曰山、卜。工工二计算的实施与验证以上所得级数解表达式 虽显得有些繁琐,但数值计算量很小,编程简单,取前四项即可获得相当准确的计算结果。下面给出计算值与长江起 重机厂一型汽车起重机吊臂基本臂上盖板在试验工况下局部应 力的测量值相比情况。经滑块中心沿轴应力。的分布示于图。火, ,。,二乃,艺,。仁二月足减心只侧十 丫二,。之又线在仓口曰卜叹,。通二,艺爪仁。,。二图计算值实测值,。一艺、二爪二”火。,。,经滑块中心沿轴应力,的分布示于图。招芝认只刹将式、代人式、及,即得盖板 中
10、各点表面处的应力分量不日。变 厚 度腹板的折算在汽车起重机箱形伸缩臂中,为 了增大腹板的约束作用,其上部往 往增厚加强,如图中“。”所示。对于这 类问题,进行 了 几种假设简化计算,并与一型汽车起重机吊臂试验结果进行 了比较,得 出腹板上部厚度的增大可降 低盖板上局部应力的分布值。根据比较对照,在前面所述 的计算方法中,近似取整个腹板为等图计算值实测值经滑块中心沿轴方向应力的分布示于图。下转第页一一起重运输机械色,平衡重部分喷涂重感色,踏板下部喷涂重感色,护顶架喷涂轻感 色,使叉车在作业过程中能给人 以均衡、稳定 的视觉美感 和安全感。形色 协调产品的色彩设计离不开形、形色互补和制约。小吨 位
11、叉车一 般 为敞开形式,叉和杆件外露 的多,显得比较零乱,一般采用 统一 的偏暖色调比较合适,通 过色调 的一致弥 补形的零乱感,或者将大平面涂上偏暖或高纯度的前进色,有凸出感。对小面积的外露部分施以偏冷低纯度的后退色彩,有隐去感,从而达到使形色协调,藏缺补漏的目的。色质并重好 的色彩设计离不开色彩表面的质地表现,因此需要重视叉车 制造厂的喷涂工艺改进,尽量提高喷涂工 艺水平。如近几年日本公 司和美国公 司推出的新型叉车,其色彩质地表现 和色光效果较好,对操作件采用 了工程 塑料无光处理,仪表盘表面进行喷砂处理等,这些工 艺处理都具有独特的色光效果,与细腻的喷涂工艺相得益彰,可以给人以技术先进
12、、可信及表里一致的感觉。人们对色彩 的爱 忌不 同不同民族和不同国家对色彩 的喜爱 和禁忌不 同,因而 叉车表面所使用 的颜色也应考虑世界各国文化和风俗的不 同,一种颜色在某个 国家可 能是 受欢迎的、吉祥的,而在另一 个国家可 能就是消极 的、被 汪孩贾珑页一一一、一、 一禁忌的,如我国大部分地区对产品色彩喜爱红黄色,而对 以黑 白为主色调 则不易接受,一些伊斯兰国家则忌用黄色等。各国各 民族对色彩爱忌可参考有关资料。结束语产品高质量 的色彩是最廉价的外观质量 投资,但不能随意设 色。色彩 内涵丰富,人的审美观念也会随时代的发展而变化,一个好的色彩设计方案必须经过头践 的检验。这除了复杂的市
13、场 因素之外,设 计还应考虑两点,一是在效果 图上设色的效果与产品实际设色的效果不可能完全一致,再就是当油漆喷涂工艺 和材料变化时也应随时调整设计。因此 色标 的制作工艺必须详尽,有健全的归档 制度,啧涂工艺应具有 良好的操作性。参考文献李焕照专论机械商品色武汉水运 工程学院学 报,梁子安现代工业产品艺术造型设计长沙湖 南科学技术出版社 曹琦视觉信息传达设计中的心淫学因素工业造型设计试刊,高敏机电产品艺术造型基础成都四川科技出版社 赖维铁机电产品造型设计上海上海科学技术出版社图计算值实测值经滑块中心沿轴 应 力分量。,的分布示于图。从计算结果 显示盖板 上最大 应 力点位于滑块 内侧边缘的中点位置上,在具体实例的计算中,此 点 的。二值比滑块 中心 处约 大,气图 计算道实测 道值则约大。参考文献王金诺起重运输机金属结构北京中国铁道出版社,艺铁摩辛柯板壳理论 北京科学出版社,杨耀乾平板理论北京中国铁道出版社,起重运输机械一一,飞。,土,七如。讯牛笼、罗,一一,一卜,
