第 1 章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 国内外研究现状分析
1.3 课题来源及选题意义
1.4 本文主要内容及章节安排
第 2 章 伸缩臂参数化建模
2.1 伸缩臂的结构特点
2.2 伸缩臂三维实体建模
第 3 章 伸缩臂、转臂的强度校核
3.1 工况一伸缩臂伸出 4 节
3.1.1 验算第四伸缩臂危险截面强度
3.1.2 验算第三伸缩臂危险截面强度
3.1.3 验算第二伸缩臂危险截面强度
3.1.4 验算第一伸缩臂危险截面强度
3.1.5 验算基本臂危险截面强度
3.1.6 验算转臂的强度
3.2 工况二 伸缩臂伸出 3 节
3.2.1 验算第三伸缩臂危险截面强度
3.2.2 验算第二伸缩臂危险截面强度
3.2.3 验算第一伸缩臂危险截面强度
3.2.4 验算基本臂危险截面强度
3.2.5 验算转臂强度
3.3 工况三伸缩臂伸出 2 节
3.3.1 验算第二伸缩臂危险截面的强度
3.3.2 验算第一伸缩臂危险截面强度
3.3.3 验算基本臂危险截面强度
3.3.4 验算转臂强度
3.4 工况四伸缩臂伸出 1 节
3.4.1 验算危险截面 d 的强度
3.4.2 验算基本臂危险截面强度
3.4.3 验算转臂强度
3.5 工况五伸缩臂全部缩回
3.5.1 验算基本臂强度
3.5.2 验算转臂强度
第 4 章 伸缩臂、转臂的静力学分析与实验
4.1 各工况下伸缩臂的强度和刚度分析
4.1.1 工况 1(伸缩臂全部伸出)分析
4.1.2 工况 2(伸出三节伸缩臂)分析
4.1.3 工况 3(伸出两节伸缩臂)分析
4.1.4 工况 4(伸出一节伸缩臂)分析
4.1.5 工况 5 (伸缩臂全缩回)分析
4.2 各工况下转臂的强度和刚度分析
4.2.1 转臂简化图形
4.2.2 材料定义和边界条件设置
4.2.3 网格划分和单元选取
4.2.4 计算结果分析
4.3 伸缩臂的静力学实验
4.3.1 静力学实验的目的
4.3.2 试验方案
4.3.3 试验数据的记录与处理
4.3.4 试验数据与有限元仿真模型的对比分析
第 5 章 伸缩臂疲劳寿命评估与动态性能分析
5.1 评估分析的目的和意义
5.2 伸缩臂疲劳寿命的评估
5.2.1 疲劳寿命评估的基本方法
5.2.2 伸缩臂的疲劳载荷谱
5.2.3 伸缩臂材料的疲劳特性
5.2.4 伸缩臂疲劳寿命的估算结果
5.3 伸缩臂结构的有限元模态分析
5.3.1 模态分析的目的
5.3.2 模态分析的基本原理和方法
5.3.3 伸缩臂结构的模态分析结果
第 6 章 结论
本文结论
本文采用三维设计软件对 sq200zb4 起重机伸缩臂结构进行了参数化建模，并运用 ansys 有限元分析软件，完成了对起重机伸缩臂动静态力学性能的分析计算和疲劳寿命值的估测，现将全文的工作总结如下：
(1)起重机整机中单独提取伸缩臂结构，在参数化设计原则的指导下，利用 pro/e 软件绘制了伸缩臂的三维实体模型。
(2)采用经验公式，对伸缩臂各工况危险截面的应力值进行计算和校核，以验证 sq200zb4 随车起重机伸缩臂结构设计的安全性。
(3)基于接触算法，将伸缩臂三维实体模型导入 ansys workbench 有限元分析与仿真软件里，根据实际工作要求加载约束类型和工作载荷，生成伸缩臂各工况的应力应变分布云图，并将有限元静力学分析的结果与实测数据进行了比对分析，验证了有限元力学模型的合理性。
(4)借助动力学分析软件 msc.adams 对起重机各工况的使用情况进行分析，生成伸缩臂的疲劳载荷谱，并修正了其平均应力等寿命曲线。基于名义应力法和线性累计算法的基本原理，利用伸缩臂的有限元力学模型对其疲劳寿命进行了估测。对编制 sq200zb4 随车起重机的使用、维护、保养等工艺文件提供参考。
(5)根据动力学模态分析的相关算法，运用有限元分析软件，提取伸缩臂前四阶模态的固有频率和振型进行分析，能够为伸缩臂结构的优化改进提供科学的指导，以提高其工作的稳定性。
本文应用ansys有限元分析软件对sq200zb4随车起重机伸缩臂结构的动静态力学特性和疲劳失效规律进行了一定的研究，对起重机类产品数字样机的建立提供理论指导，大大缩短了产品研发周期。然而，在设计过程中仍然存在一些问题，例如针对大变形和各臂之间接触摩擦问题，不能采用线性有限元法进行分析，随之引发诸如解的稳定性、收敛性及收敛率的问题，还有待进一步的深入研究。