摘要
混凝土泵车是一种机动性强、适应性强，可高效率、高质量浇筑混凝土浆料的车载设备。随着城市的发展，楼层不断拔高，混凝土泵车使得混凝土浆料很容易被送到指定位置与高度。混凝土泵车的整车稳定性是一项非常重要的安全性能指标，关系到作业安全性和人身安全，本论文结合企业横向合作项目对混凝土泵车整车稳定性和支腿受力特性进行研究。 首先对混凝土泵车结构组成进行了分析，建立三维坐标系，并对混凝土泵车结构参数化；用解析法推导出变幅油缸长度与臂架间夹角及其他零部件的函数关系，实现臂架姿态参数化动态调整；将混凝土泵车臂架、变幅油缸、连杆、摇臂、支腿、转台等部件的重心位置坐标参数化。 然后分析了混凝土泵车整车稳定性影响因素，给出了整车稳定性评价指标稳定系数并给出稳定系数计算公式。通过分析360°全回转角度内任意位姿整车的稳定系数和重心位置变化反映整车的稳定性，结果显示：在四条支腿全支撑情况下、臂架呈水平和大弓形泵送姿态下，360°回转的任意角度都是安全的，且大弓形姿态稳定性比水平姿态稳定性要好；单边支撑稳定性不如全支撑稳定性好，且工作区域有限制。 借助有限元方法，建立支腿受力分析模型。通过推导不同横截面梁单元的惯性矩得到单元刚度矩阵；依据变换矩阵将局部坐标系下的单元刚度转换为整体坐标系下的刚度矩阵，同节点不同单元刚度矩阵叠加形成总体刚度矩阵；采用梁单元常见等效节点载荷公式将重力和外载荷等效到节点上；根据刚度矩阵方程公式写出总体刚度矩阵方程；引入边界条件并用置“1”法处理边界条件，求解刚度矩阵方程，从而得到支腿受力。分析某型号混凝土泵车水平姿态下支腿受力特性，结果表明：方位角为60°时，右后支腿受力达到最大308.9kN；方位角为120°时，右前支腿受力达到最大305.6kN；方位角为210°时，左前支腿受力达到最大305.6kN；方位角为300°时，左后支腿受力达到最大308.9kN。 最后分析臂架参数对全支撑和单侧支撑时整车稳定性的影响。改变每节臂架上下盖板和侧板的厚度1mm，全支撑情况下，一臂增加后整车稳定性提高，二臂到六臂增加后整车稳定性降低，三臂、四臂和五臂改变板厚对整车稳定性影响较大；单侧支撑情况下，一臂增加后整车稳定性提高；二臂到六臂增加后整车稳定性降低，四臂和五臂的板厚改变对混凝土泵车单侧支腿支撑时整车稳定性影响较大，六臂板厚的改变对整车稳定性影响较小。分析相邻臂架长度的改变对整车稳定性影响，在增加截面尺寸小的臂长度和减小截面尺寸大的臂长度的情况下会增加整车稳定性，反之会降低整车稳定性。
NETL