随车起重机水平支腿搭接比及截面参数对强度影响的分析
《起重机的平衡与稳度》 讲义
《起重机的平衡与稳度》讲义一、引言起重机在现代工业和建筑领域中扮演着至关重要的角色，它们能够吊起沉重的物体并将其准确地移动到指定位置。
然而，要确保起重机的安全运行，理解其平衡与稳度的原理是必不可少的。
在这篇讲义中，我们将深入探讨起重机平衡与稳度的相关知识。
二、起重机平衡的基本原理1、重心的概念重心是物体所受重力的合力作用点。
对于起重机来说，其整体结构以及所吊运的物体都有各自的重心。
当起重机的重心与支撑点之间的关系处于稳定状态时，才能保证起重机不会倾倒。
2、平衡条件起重机要保持平衡，必须满足合力为零和合力矩为零的条件。
也就是说，起重机所受的向上的支撑力之和等于其自身重量与吊运物体重量之和；同时，以支撑点为轴，各力产生的力矩之和也应为零。
3、影响重心位置的因素起重机的结构设计、吊运物体的形状和重量分布等都会影响其重心的位置。
例如，起重臂的长度和角度变化，吊运物体的不规则形状等。
三、起重机稳度的影响因素1、支撑面的大小和形状支撑面越大、形状越规则，起重机的稳度就越高。
例如，四条支腿的起重机比两条支腿的起重机在相同条件下更稳定。
2、重心的高度重心越低，起重机越稳定。
当重心过高时，一旦受到外界干扰，容易失去平衡。
3、负载的分布吊运物体的重量均匀分布可以提高起重机的稳度。
如果负载集中在一侧，会增加起重机倾倒的风险。
4、风载和地面条件强风会对起重机产生水平推力，不平整的地面会导致支撑点受力不均，这些都会影响起重机的稳度。
四、提高起重机平衡与稳度的措施1、合理的结构设计在设计起重机时，要充分考虑重心位置、支撑面大小和形状等因素，确保结构的合理性和稳定性。
2、精确的负载计算在吊运物体之前，必须准确计算负载的重量和重心位置，以便调整起重机的工作状态。
3、安装稳定装置如防风拉索、支腿垫板等，可以增加起重机在不同环境下的稳定性。
4、操作人员的培训操作人员必须熟悉起重机的性能和操作规范，能够根据实际情况调整起重机的姿态，保持平衡和稳定。
桥式起重机轮压计算分析与探讨
桥式起重机轮压计算分析与探讨背景桥式起重机是一种常见的起重设备，其通过起重机主梁和支腿之间的轨道来行进，因此轮压对于桥式起重机的稳定性和安全性具有非常重要的作用。
因此，对于桥式起重机轮压进行计算分析和探讨是十分必要的。
轮压计算公式计算桥式起重机轮压的公式为：$$F = \\frac {Q}{n} + (m + \\frac{n-1}{2})\\cdot G$$式中，F为轮压，单位为 $\\text{kN}$；Q为负载，单位为$\\text{kN}$；n为轮对数，个；m为轮对中心距，单位为 $\\text{m}$；G为自重，单位为 $\\text{kN}$。
轮压计算实例例如，某个桥式起重机的负载为 $100\\text{kN}$，轮对数为4，轮对中心距为 $4.5\\text{m}$，自重为 $10\\text{kN}$，则轮压可计算为：$$F = \\frac {Q}{n} + (m + \\frac{n-1}{2})\\cdot G = \\frac {100}{4} + (4.5 + \\frac{4-1}{2})\\times 10 = 46\\text{kN}$$因此，该桥式起重机每个轮对的轮压为 $11.5\\text{kN}$。
轮压对起重机的影响在桥式起重机使用中，轮压的大小对其稳定性和安全性都有着非常重要的影响。
当轮压过大或过小时，都会对起重机造成不良影响。
轮压过大的影响当轮压过大时，会对桥式起重机的轮轴、轮胎、轮带等部件产生超载、热疲劳等影响，从而加速起重机的磨损，降低使用寿命；同时，由于轮压过大，工作面积较小，轮胎与钢轨摩擦而产生的热量增加，使得轮胎温度升高，轮胎磨损加剧，从而影响起重机的使用寿命。
此外，轮压过大还会降低起重机的安全性能。
轮压过小的影响当轮压过小时，轮胎与钢轨摩擦强度降低，轮胎滑动严重，从而影响起重机的操纵稳定性；同时，轮压过小还会使得轮带弹性变形增加，从而加速起重机的磨损，降低使用寿命。
汽车吊机支腿反力计算及梁板受力分析
汽车吊机支腿反力计算及梁板受力分析标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]附件三：汽车吊机支腿反力计算及梁板受力分析一、模型建立及臂架回转过程受力分析汽车吊机四点支承受力计算模型简图如图1所示，G0为下车重量；G1为上车和吊重的重量和，移到位于对称轴上的回转中心后产生力矩M；e0、e1为G、G1位置到四支腿中心的距离，按对称轴为直角坐标系定位。
R1、R2、R3、R4分别是四支腿的支反力,其中R3、R4为近吊装物处两支腿反力，徐工QY130K汽车起重机支腿间距如图1中，a=，b=。
为简化计算，假设4条支腿支撑在同一水平面内，它们的刚度相同且支撑地面的刚度相同。
1、支点反力计算公式由图1受力简图，分别计算臂架转化来的集中力矩M和吊重P，最后在支腿处迭加，根据受力平衡可得:图1 四支腿反力简图e 0、e1为G、G1位置到四支腿对称中心的距离。
2、计算底盘重心点位置当架吊机设边梁时，所需吊幅最大，为13m，臂长约为，根据额定起重表，幅度14m、臂长最大吊重为>22t，满足起吊要求。
徐工QY130K汽车起重机车长，宽3m，行驶状态车重55t，主要技术参数详见表1。
表1 徐工QY130K汽车起重机主要参数吊机支腿纵向距离，横向距离，支腿箱体位于2桥和3桥之间以及车架后端，工作时配重38000kg 。
根据车轴及转盘中心位置计算吊装下车重心点G 0，尺寸位置关系详见图2，由合力矩确定的平行力系中心即为吊车重心。
图2 车轴及转盘中心位置尺寸由轴重参数得：下车重量G 0=9100+9100+9100+12500+12700+9700=62200 kg上车配重重量=38000 kg上车未加配重时重心到车后边缘距离Rc 为：9700312700 4.412500 5.7591007.62910010.04910011.46622006.78Rc m ⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯== 则下车重心G 0到臂架回转中心G 1的纵向距离为工作臂架回转中心G 1到两后支腿的纵向距离为，上车配重及吊重支点G1到支腿对称轴中心O点距离e1=，下车重心G到支腿对称中心O的距离e=。
起重机的柔性腿和钢性腿
起重机的柔性腿和钢性腿如何区别刚性支腿和柔性支腿都只是一种假设，具体可见《起重机金属结构》一书。
区别看支腿与主梁连接处的支腿截面，截面大的是刚性支腿，截面小的是柔性支腿。
1楼讲的“与主梁是铰点联接的是柔性支腿，刚性联接的是刚性支腿。
”意思是从结构的节点的刚度来区分的方法，并不代表铰点联接就一定是铰轴。
7楼的怀疑“哪有主梁与支腿是铰点联接的？”是没有根据的，确实有柔性支腿与主梁之间采用铰轴连接的。
我过去设计过一台“5t×40m箱型装卸桥”的柔性支腿与主梁之间就是采用铰轴连接的。
4楼的“螺栓联接也属于刚性联接”不准确，对于柔性支腿与主梁之间不采用铰轴连接时，有采用焊接的、也有采用螺栓联接的。
柔性腿是两力杆，只受压，通常较细，采用铰轴连接。
刚性腿受弯压组合作用，通常截面是下小上大，刚性连接。
刚性腿为双向压弯构件，可以承受门架平面和支腿平面两个方向的弯矩，而刚性腿只承受支腿平面内的弯矩．通常刚性腿与主梁采用则刚性连接，柔性腿与主梁采用柔性联接。
两者之间是没有一个明确的界定，一般来说是相对而言吧，门式起重机承重时，支腿下部一般是门架方向向外偏移，车轮内侧面与轨道之间的间隙大多也就是15mm左右吧，如果两支腿刚度一样大，而主梁刚度较弱，特别是当跨度较大时，承重状态甚至空载时，两支腿的偏移引起下横梁的偏移值可能会大于那个间隙值，从而出现啃轨现象，因而当起重机跨度较大时，常吧一边支腿设计成柔性支腿，用支腿本身的弯曲去减小下横梁的偏移量。
柔性腿就字面意思理解是不能承受变矩，因此一般用在大跨度门吊中，消除主梁挠曲变形和温度变化出现的啃轨现象。
柔性腿与主梁的基本连接方式有三种：螺栓连接、球铰连接、柱铰连接。
柔性腿与刚性腿在结构上的区别是：在龙门架平面，刚性腿一般做成上大下小的变截面型式，柔性腿是等截面型式；在支腿平面二者相同，均为上小下大型式。
本人所说的支腿结构型式是对U型门吊而言，希望对楼主有用。
一般起重机跨度大于35m时，支腿采用一刚一柔结构，目的是在主梁承载时减小大车对轨道横向推力，从而降低啃轨几率；所谓柔腿结构，可以为真正的铰接（主梁与支腿连接采用球铰或柱铰），也可以为假想铰（主梁与支腿线刚度比之比较大），其目的是相同的。
安装基础对桥式起重机水平刚度的影响
安装基础对桥式起重机水平刚度的影响摘要：介绍了桥式起重机水平刚度的研究现状，分析了安装基础对桥式起重机水平刚度的影响，提出影响桥式起重机水平刚度的因素。
如计算模型自身误差、施工单位改变计算模型、设计控制值缺失等方面。
依据国内设计手册和研究结果，分析对桥式起重机水平刚度的要求、对安装基础水平刚度要求，给出安装基础的水平刚度建议值，对超出建议值提出整改方案，供施工单位和检验人员参考。
关键词：安装基础；桥式起重机；水平刚度；建议值1前言现代化的厂房越来越多的采用金属结构做厂房骨架，桥式起重机被安装在以钢结构作为支承的承轨梁上。
钢结构为弹塑性结构体，桥式起重机大、小车在起动、制动时会产生动态效应。
若钢结构厂房或起重机的刚度不足，则会产生振幅过大，衰减时间过长，对起重机械本身、厂房的寿命和安全生产产生不利的影响。
本文介绍了对桥式起重机动态效应的研究现状，针对水平刚度研究不足的形状，分析水平刚度产生的原因和计算方法，给出了桥式起重机水平刚度(主要是沿小车运行方向)的参考控制值，给出了桥式起重机水平刚度超出参考控制值时安装基础的整改办法，为检验检测提供借鉴。
2桥式起重机动态效应桥式起重机的动态效应是当起重机在起升、制动、运行或受到外力作用时产生的动力效应。
在起重机设计标准和国内主要教材中均通过使用动载系数，将动态问题转化为静态力学加以解决，建立桥式起重机模型，通过有限元分析对桥式起重机的动态特性进行分析，多为对垂直静刚度和动刚度的研究，对水平刚度的研究则较少。
根据起重机自身部件受力特点和起重机操作人员感受，起重机械的水平刚度的危害性要大于垂直刚度。
但在研究起重机械的水平刚度时，只考虑沿大车方向上的水平刚度，未考虑小车方向上的水平刚度，也未考虑桥式起重机的安装基础对水平刚度的影响。
桥式起重机静刚度主要通过下挠f来控制，GB/T3811—2008《起重机设计规范》推荐桥式起重机静态刚度f与起重机跨度S的关系为:对没有调速控制系统或用低速起升也能达到要求、就位精度较低的起重机，挠度要求不大于S/500；对采用简单的调速控制系统就能达到要求、就位精度中等的起重机，挠度要求不大于S/750；对需采用较完善的调速控制系统才能达到要求、就位精度要求高的起重机，挠度要求不大于S/1000。
汽车吊机支腿反力计算及梁板受力分析
附件三:汽车吊机支腿反力计算及梁板受力分析一、模型建立及臂架回转过程受力分析汽车吊机四点支承受力计算模型简图如图1所示,G０为下车重量;Ｇ1为上车与吊重得重量与,移到位于对称轴上得回转中心后产生力矩M;e0、e１为G、G1位置到四支腿中心得距离,按对称轴为直角坐标系定位、R1、Ｒ２、R3、R4分别就是四支腿得支反力,其中Ｒ3、R４为近吊装物处两支腿反力,徐工QY130K汽车起重机支腿间距如图１中,a=３、7８m,b=3、8m。
为简化计算,假设4条支腿支撑在同一水平面内,它们得刚度相同且支撑地面得刚度相同。
１、支点反力计算公式由图１受力简图,分别计算臂架转化来得集中力矩M与吊重P,最后在支腿处迭加,根据受力平衡可得:图1 四支腿反力简图e 0、e1为G、Ｇ1位置到四支腿对称中心得距离。
２、计算底盘重心点位置当架吊机设边梁时,所需吊幅最大,为13m,臂长约为1８。
8m,根据额定起重表,幅度１４m、臂长２1.28m最大吊重为２9。
３t＞2２t,满足起吊要求。
徐工ＱY1３0Ｋ汽车起重机车长1４.９5m,宽3m,行驶状态车重５5t,主要技术参数详见表1。
表1 徐工QＹ１30Ｋ汽车起重机主要参数类别项目单位参数尺寸参数整机全长mm １4９50 整机全宽mｍ３00０整机全高mm 3９50轴距第一、二mｍ1420 第二、三mm2４2０第三、四ｍm1875 第四、五mｍ1350 第五、六mm14０0重量参数行驶状态整机自重ｋg 55０00一/二轴kg ９100/9１00 三/四轴kｇ910０/125０0 五/六轴ｋg１2700／9７00支腿距离纵向ｍ7、56横向ｍ７。
6 转台尾部回转半径(平衡重) mm 4600吊机支腿纵向距离７.56m,横向距离７。
6m,支腿箱体位于２桥与3桥之间以及车架后端,工作时配重3８000kｇ、根据车轴及转盘中心位置计算吊装下车重心点G,尺寸位置关系详见图2,由合力矩确定得平行力系中心即为吊车重心。
龙门式起重机的结构设计与分析
龙门式起重机的结构设计与分析龙门式起重机是一种常见的起重设备，广泛应用于港口、建筑工地、物流仓储等领域。
本文将对龙门式起重机的结构设计与分析进行详细探讨，以期达到安全、高效地运行起重机的目标。
一、结构设计1.1 主梁设计龙门式起重机的主梁是起重机的骨架，主要承载起重导轨、滑车、吊钩等吊装部件。
主梁应采用高强度、轻质的材料制造，如合金钢或钢结构，以确保其承载能力和稳定性。
主梁设计时需要考虑吊重的大小、工作范围等因素，同时还要充分考虑施工等其他因素。
1.2 支腿设计龙门式起重机的支腿是支撑起重机整体结构的关键部件。
支腿应设计合理，能够提供足够的支撑力和稳定性，以防止起重机倾斜或倒塌。
支腿的材料和结构应符合强度和稳定性要求，并考虑现场环境等特殊因素。
1.3 大车设计大车是用来沿主梁行驶的组件，用于调整吊物的位置。
大车的设计应满足起重机的负载要求，并具有足够的稳定性和平衡性。
大车的结构应避免过度重量和不平衡，以确保运行的安全性和高效性。
二、结构分析2.1 受力分析龙门式起重机在工作过程中会受到多方向的力的作用，包括垂直重力、水平力和风力等。
对于垂直重力，主梁和支腿需要经受起重物的重量，对于水平力，吊物的运动和风力可能会对主梁和支腿产生侧向力。
为了保证结构的安全性，需要进行各个部位的受力分析，确保结构能够承受所有力的作用。
2.2 结构稳定性分析起重机的结构稳定性对于运行的安全性非常重要。
在设计中，需要考虑起重机在各个工况下是否能够保持平衡。
结构稳定性分析需要考虑主梁、支腿和大车等组件的连接方式，以及各个连接点的强度和稳定性。
通过有限元分析等方法，可以预测和验证起重机在各种不同工作条件下的稳定性。
2.3 振动分析在起重机运行过程中，振动是不可避免的。
振动可能会导致设备疲劳和损坏，甚至危及人员安全。
因此，需要对起重机的结构进行振动分析，以确定振动的频率和振幅，进而采取相应的减振措施，如增加结构刚度、使用减振器等，以降低振动对起重机结构和人员的影响。
工字钢截面参数对其理论重量与承重能力的影响研究
工字钢截面参数对其理论重量与承重能力的影响研究
工字钢作为一种常用的建筑材料，在结构设计中扮演着重要的角色。然而，不同的工字钢截面参数可能会对其理论重量和承重能力产生影响。本文旨在探究工字钢截面参数对其理论重量和承重能力的影响，并提供相关研究结果。
一、工字钢截面参数的定义 工字钢截面参数通常包括高度、宽度、腹板厚度、翼缘厚度等。不同的截面参数可以影响工字钢的重量和承重能力。
二、工字钢理论重量的计算 工字钢的理论重量可以通过公式计算得出。其计算公式如下： 理论重量 = 高度 × 宽度 × (腹板厚度 + 2 × 翼缘厚度) × 每单位长度的重量
其中，每单位长度的重量可以根据工字钢的密度和长度进行计算。通过计算不同截面参数下的理论重量，可以比较它们之间的差异。
三、工字钢承重能力的分析 工字钢的承重能力受多种因素影响，包括截面形状、材料强度等。而截面参数的改变会直接影响工字钢的承重能力。
较大的高度和宽度可以增加工字钢的惯性矩，从而提高其承载能力。此外，适当增加腹板厚度和翼缘厚度也可以增加工字钢的刚度和承载力。通过对比不同截面参数下的承载能力，可以发现不同参数下的工字钢承载能力的差异。
四、实例分析 为了验证工字钢截面参数对理论重量和承重能力的影响，我们选取了两个不同的工字钢截面进行实例分析。
实例一：工字钢A 高度：100mm 宽度：50mm 腹板厚度：6mm 翼缘厚度：8mm 实例二：工字钢B 高度：80mm 宽度：60mm 腹板厚度：5mm 翼缘厚度：10mm 通过计算可以得出实例一和实例二的理论重量和承载能力。 实例一的理论重量为X kg/m，承载能力为Y kg。 实例二的理论重量为Z kg/m，承载能力为W kg。 通过对比这两个实例可以发现，工字钢截面参数的改变对其理论重量和承重能力均产生了影响。较大的高度和宽度使工字钢的重量和承载能力都增加了。此外，适当增加腹板厚度和翼缘厚度也有助于提高工字钢的承载能力。
10t电动单梁门式桥架结构的设计和支腿设计
绪论1.门式起重机发展概述门式起重机是桥上起重机的一种变形。
在港口，主要用于室外的货场、料场货、散货的装卸作业。
它的金属结构像门形框架，承载主梁下安装两条支脚，可以直接在地面的轨道上行走，主梁两端可以具有外伸悬臂梁。
门式起重机具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等特点，在港口货场得到广泛使用。
其结构框架总图如下:图1－1 单梁门式起重机结构框架图国内起重机发展动向:国内门式式起重机发展有三大特征：1）改进机械结构，减轻自重国内门式起重机多已经采用计算机优化设计，以此提高整机的技术性能和减轻自重，并在此前提下尽量采用新结构。
如5～50t通用桥式起重机中采用半偏轨的主梁结构。
与正轨箱形相比，可减少或取消加筋板，减少结构重量，节省加工工时。
2）充分吸收利用国外先进技术起重机大小车运行机构采用了德国Demang公司的“三合一”驱动装置，吊挂于端梁内侧，使其不受主梁下挠和振动的影响，提高了运行机构的性能和寿命，并使结构紧凑，外观美观，安装维修方便。
遥控起重机的需要量随着生产发展页越来越大，宝钢在考察国外钢厂起重机之后，提出大力发展遥控起重机的建议，以提高安全性，减少劳动力。
3）向大型化发展由于国家对能源工业的重视和资助，建造了许多大中型水电站，发电机组越来越大。
特别是长江三峡的建设对大型起重机的需求量迅速提升。
国外起重机发展动向:当前，国外起重机发展有四大特征：1）简化设备结构，减轻自重，降低生产成本法国Patain公司采用了一种以板材为基本构件的小车架结构，其重量轻，加工方便，适应于中、小吨位的起重机。
该结构要求起升采用行星——圆锥齿轮减速器，小车架不直接与车架相连接，以此来降低对小车架的刚度要求，简化小车架结构，减轻自重。
Patain公司的起重机大小车运行机构采用三合一驱动装置，结构比较紧凑，自重较轻，简化了总体布置。
此外，由于运行机构与起重机走台没有联系，走台的振动也不会影响传动机构。
2）更新零部件，提高整机性能法国Patain公司采用窄偏轨箱形梁作主梁，其高、宽比为4～3.5左右，大筋板间距为梁高的2倍，不用小筋板，主梁与端梁的连接采用搭接的方式，使垂直力直接作用于端梁的上盖板，由此可以降低端梁的高度，便于运输。
吊车梁参数
吊车梁参数（原创实用版）目录1.吊车梁的概述2.吊车梁的参数3.吊车梁参数的影响因素4.吊车梁参数的选择与优化5.结论正文一、吊车梁的概述吊车梁是起重设备中的一种重要部件，它主要用于支撑和悬挂起重机的吊臂和吊具。
在工程中，吊车梁的性能直接影响到起重设备的使用效果和安全性能。
因此，对吊车梁的设计和参数选择有着至关重要的影响。
二、吊车梁的参数吊车梁的主要参数包括跨度、截面形状、截面尺寸、材料和强度等。
这些参数直接影响到吊车梁的承载能力、刚度和稳定性。
1.跨度：吊车梁的跨度是指吊车梁的有效跨距，它是决定吊车梁承载能力的主要因素。
2.截面形状：吊车梁的截面形状通常为箱形或桁架形，不同的截面形状对吊车梁的强度和刚度产生不同的影响。
3.截面尺寸：截面尺寸是指吊车梁的宽度和高度，它们直接影响到吊车梁的截面面积和承载能力。
4.材料：吊车梁的材料通常为钢材，不同的钢材品种和质量对吊车梁的强度和性能产生不同的影响。
5.强度：吊车梁的强度是指吊车梁所能承受的最大载荷，它是评价吊车梁性能的重要指标。
三、吊车梁参数的影响因素吊车梁的参数选择受到许多因素的影响，包括使用环境、载荷特性、安装条件和设计要求等。
1.使用环境：使用环境是指吊车梁所处的环境条件，包括温度、湿度、风载和地震等因素。
这些因素直接影响到吊车梁的材料选择和强度设计。
2.载荷特性：载荷特性是指吊车梁所承受的载荷的性质和大小。
不同的载荷特性需要不同的吊车梁参数设计。
3.安装条件：安装条件是指吊车梁的安装位置和安装方式，它们直接影响到吊车梁的尺寸和形状设计。
4.设计要求：设计要求是指吊车梁的设计规范和标准，它们对吊车梁的参数选择有着重要的指导作用。
四、吊车梁参数的选择与优化在吊车梁参数的选择和优化过程中，需要综合考虑上述影响因素，采用合理的设计方法和计算手段，选择最佳的参数组合，以达到最佳的使用效果和安全性能。
五、结论吊车梁参数是吊车梁设计中的重要环节，它直接影响到吊车梁的性能和安全性能。
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随车起重机水平支腿搭接比及截面参数
对强度影响的分析
摘要：本文推导了水平支腿截面应力的理论计算公式，并提取出搭接比值、截面高度与宽度比值两个
变量；针对某一吨位机型，利用理论推导公式计算出以上两个变量分别对水平支腿应力的影，结果表明，随
着搭接比的增大，截面应力降低的幅度会减小，随着截面高度与宽度比值的增大，截面应力降低的幅度不变；
另外，在降低相同数值的应力条件下，通过增大搭接比所增加的水平支腿质量要小于增大高宽比值的方式，
应力增量越大，两种方式增加的质量差值越大。
关键词：搭接量；高宽比值；应力；workbench
1前言
汽车起重机进行吊装作业时，需要通过支腿来确保整车的稳定性，同时整机吊载时的重量也依靠支腿
进行平衡，因此通过一定的理论分析，并采取最优的方式确保支腿强度，对于整机性能的保证至关重要。针
对汽车起重机支腿强度的优化，太原重工技术中心的于潜利用Ansys对起重机支腿进行了优化设计，获得最
优的支腿形状及板厚，在满足支腿强度要求的同时，有效节省了材料，降低了成本[1]；林志军、曾远等人建
立了活动支腿的有限元模型，利用Ansys软件对活动支腿进行了强度分析，得到了活动支腿上应力较大的区
域和应力分布规律[2]；
本文利用推导出的水平支腿应力公式，提取了搭接比、截面高度与宽度比值两个重要的设计变量，分
别研究了这两个变量对水平支腿截面应力的影响趋势，结果表明，通过合理选取搭接比及高宽比值不仅能够
满足强度要求，还可以达到轻量化设计的目的。
2水平支腿受力分析
2.1 水平支腿截面应力公式推导
图
1 图
2
对水平支腿受力分析，截面弯矩如下：
，
式中，：垂直支腿受到垂直向上的支撑力；
：至截面的距离。
水平支腿总长，
令，则，所以，
式中，：水平支腿搭接长度与支腿总长的比值。
支腿截面对轴的惯性矩=
式中，
：上下盖板厚度；
：侧板厚度；
：侧板高度；
：上下盖板宽度
截面的高度和宽度的比值
截面正应力：
式中，：截面截面系数；
截面的切应力：
式中，：作用在垂直支腿上的支反力；
：截面上下盖板面积；
截面的应力：
把得到关于变量为宽高比、搭接量的应力函数
即，
2.2 实例分析
以12吨随车起重机水平支腿为例，对截面应力值进行计算，考察搭接量和截面高度与宽度的比值
对截面应力的影响。
考虑到水平支腿强度、整机稳定性及水平油缸安装空间等，边界条件如下：搭接长度：，
截面高度：，垂直支腿支反力，计算结果如下图所示。
图
3 图4
图3表示水平支腿截面复合应力增量随搭接比值的变化趋势图。从图中可以看出，截面高宽比相
同时，随着搭接比的增加，截面复合应力增量逐渐增大，即截面复合应力逐渐减小，而且应力的
减小幅度逐渐减小，当搭接比达到0.4时趋于平缓。当搭接比相同时，随着截面高宽比的增加，截面等
效应力增量逐渐增大，即截面复合应力逐渐减小；随着搭接比的增加，不同截面高宽比所对应的应
力增量差值不变。
图4表示水平支腿截面高宽比及搭接比时，质量增量分别随应力增量的变化曲线
图。从图中可以看出，为降低水平支腿截面应力值，通过增加搭接比的方式所增加的质量小于增加高宽
比的方式，且随着应力差值的不断增大，两者质量差距越来越大。
结合上述分析可知，通过增加截面高宽比值及增加搭接比均可以降低水平支腿截面应力；但是增加水
平支腿搭接比效果更明显，更有利于实现轻量化的目的。
3 结论
1、水平支腿截面高宽比相同时，随着搭接比的增加，水平支腿截面等效应力相应降低，但是搭接比
越大，截面等效应力降低的幅度就越小，因此，当搭接比达到一定值后，通过增加搭接比来降低水平支腿等
效应力的效果就不明显了。
2、当搭接比相同时，随着截面高宽比的增加，水平支腿截面的等效应力增量逐渐增大，即水平支
腿的截面应力逐渐减小，而且其应力减小值与高宽比的变化成近似线性关系。
3、通过增加截面高宽比或增加搭接比均可以降低水平支腿截面应力，在水平支腿截面应力增量相同的
条件下，通过增加搭接比的方式所增加的质量小于增加高宽比的方式，且随着应力差值的不断增大，两者质
量差距越来越大，因此，在一定搭接比范围内，通过增加水平支腿搭接比更有利于实现轻量化的目的。
参考文献：
[1] 于潜.基于ANSYS的起重机支腿优化设计[J]. 机械管理开发，2020，35(8)：1-3.
[2] 林志军，曾远，李晓斌，等. 基于ANSYS的小型移动吊车支腿有限元分析[J].河南科技，2018
(10)：75-76.
作者简介：刘明，男，1987年生，现从事直臂随车起重机设计工作；