-
Парк автомобильной промышленности Чэнли
Обсуждение метода расчета силы реакции аутригеров автокранов
Как работают аутригеры автокрана: Понимание математики, лежащей в основе устойчивости
Когда автокран Поднимая тяжелый груз, происходит нечто важное. Сайт аутригеры прижимаются к земле. Эти выносные опоры удерживают кран от опрокидывания. Но какую силу испытывает каждый аутригер? Давайте узнаем!
Оглавление
Что такое аутригеры?
Аутригеры - это сильные ноги которые выдвигаются из грузовика с краном. Они касаются земли и немного приподнимают грузовик. Это делает кран устойчивым при подъеме тяжелых предметов.
Выбирая машину для работы, знайте о силах, действующих на аутригеры, - это поможет вам работать безопасно.
Два способа расчета силы аутригера
Для определения этих сил инженеры используют два основных метода:
- Аналитический метод - Использование математических формул
- Метод конечных элементов (МКЭ) - Использование компьютерных моделей
И то, и другое помогает предотвратить опрокидывание крана при подъеме.
Математика, лежащая в основе силы аутригера
В исследовании, которое мы рассмотрели, проверялись эти методы. Вот что они обнаружили:
Основные измерения для испытательного крана
| Часть | Вес |
|---|---|
| Шасси | 140,000 N |
| Верхняя структура | 430,000 N |
| Суммарный момент | 1 450 000 000 Н-мм |
| Выносные опоры были установлены в виде прямоугольника: |
- Ширина между боковыми сторонами: 3 200 мм
- Длина от передней до задней стенки: 2 725 мм
Усилие на выносной опоре автокрана: Математика против компьютерных моделей
Сравнение аналитического (математические формулы) и МКЭ (компьютерное моделирование) методов
Высокая точность (максимальное усилие)
Оба метода очень близки для наибольшей силы аутригера (< 1% разница в тестах).
Различия различны
Разница больше (до 18% в испытаниях) для аутригеров с меньшей силой.
Выбор метода имеет значение
Математика быстрее справляется с ранними проверками, а компьютерные модели (FEM) - с более сложными деталями, такими как 5-е аутригеры.
Пример из практики: Усилия при наклоне стрелы на 90° (нагрузка на левую сторону)
Силы указаны в Ньютонах (Н).
Основные выводы
Простая математика (аналитическая) хороша для быстрой оценки наибольшей силы. Детальные компьютерные модели (FEM) дают более точное представление обо всех силах, особенно в сложных установках или при окончательной проверке безопасности. Использование обоих методов дает наилучшие результаты для безопасной конструкции крана.
Что происходит при подъеме крана?
Когда стрела крана направлена в сторону (под углом 90°), силы на каждой выносной опоре сильно отличаются. Давайте посмотрим на цифры:
| Outrigger | Где он находится | Сила (аналитическая) | Сила (FEM) | Разница |
|---|---|---|---|---|
| RA | Передний левый | 279,300 N | 279,094 N | 0.07% |
| РБ | Передняя правая часть | 52,737 N | 64,406 N | -18.12% |
| RC | Задний правый | 5,700 N | 6,398 N | -10.90% |
| RD | Задний левый | 232,263 N | 220,110 N | 5.52% |
| Видите, как передний левый аутригер (RA) испытывает наибольшее усилие? Именно он может выйти из строя первым, если нагрузка окажется слишком большой. |
Когда стрела направлена под углом
Когда стрела крана направлена под углом 45°, происходит нечто интересное. Один аутригер (RC) полностью поднимается с земли!
| Outrigger | Где он находится | Сила (аналитическая) | Сила (FEM) | Разница |
|---|---|---|---|---|
| RA | Передний левый | 395,370 N | 392,030 N | 0.85% |
| РБ | Передняя правая часть | 124,796 N | 135,891 N | -8.16% |
| RC | Задний правый | 0 N | 0 N | 0.00% |
| RD | Задний левый | 49,834 N | 42,089 N | 18.40% |
| Когда аутригер отрывается от земли (сила 0 Н), грузовик использует для опоры только три ноги. Это называется трехточечная поддержка дело. |
Имеет ли значение расположение аутригеров?
Да! В исследовании также изучалось, как расположение аутригеров влияет на силу. Были проведены испытания:
- Скрещенные макеты - Выносные опоры не в идеальном квадрате
- Прямолинейная планировка - Аутригеры в идеальном прямоугольнике
Для главного аутригера (RA) силы были следующими:
- Скрещенные макеты: 285,708 N
- Прямая линия: 276 001 Н
Разница в 3,4% показывает, что способ настройки имеет значение!
Какой метод работает лучше?
Оба метода хороши, но по разным причинам:
| Что важно | Аналитический метод | Метод МКЭ |
|---|---|---|
| Скорость | Очень быстро (минуты) | Медленнее (часы) |
| Точность для наибольшего усилия | Отлично (±5%) | Отлично (<2%) |
| Для какого этапа подходит | Ранний дизайн | Окончательная проверка конструкции |
| Что может быть упущено | Эффект пятого аутригера | Ничего особенного |
| Для автокраны с пятым аутригером спереди, метод МКЭ работает лучше всего, поскольку он справляется с этой дополнительной сложностью. |
Что это означает для работы крана
При использовании погрузочно-разгрузочная машина как автокран:
- Сайт самая большая сила почти всегда находится на аутригере, противоположном тому, куда направлена стрела.
- Компьютерные модели (FEM) и математические формулы дают почти одинаковый ответ для самой большой силы
- Малые силы именно здесь два метода расходятся больше всего
- При проектировании новых кранов разумнее всего использовать оба метода
Безопасность превыше всего!
При работе с мобильные вездеходные краныВсегда помните:
- Установите на твердой, ровной поверхности
- По возможности полностью выдвигайте аутригеры
- Знайте пределы подъема вашего крана
- Не превышайте максимальную нагрузку для любой позиции
Заключение
Понимание сил, действующих на выносные опоры, помогает инженерам создавать более совершенные и безопасные краны. Исследование показывает, что простая математика хорошо подходит для быстрой проверки, но компьютерные модели помогают уловить все детали.
В следующий раз, когда вы увидите, как кран поднимает тяжелый груз, знайте, что для того, чтобы он оставался в вертикальном положении, требуется немало математических расчетов!
