建筑工程起重机金属拼接结构伸缩臂承载力试验分析
王林
(中煤科工集团重庆设计研究院有限公司，重庆 400016)
摘要：为了提高重载起重条件下的建筑工程起重机金属拼接结构伸缩臂的性能，需要进行承载力的准确测量，为此提出一种基于柔性运动副欠驱动力学分析的建筑工程起重机金属拼接结构伸缩臂承载力测量方法。首先，构建重载起重条件下建筑工程起重机金属拼接结构伸缩臂耦合动力学模型，运用封闭矢量法建立伸缩臂耦合波动二自由度欠驱动机构模型。然后，采用柔性机构耦合构件的动副摩擦系数进行载荷波动特征分析，提取伸缩臂承载力的冲击响应特征。最后采用频谱分析方法对伸缩臂承载力进行自适应检测，结合柔性运动副欠驱动力学分析方法实现承载力的准确测量。测试结果表明，该方法可以对伸缩臂的承载力进行准确测量，具有一定的实际应用价值。
关键词：建筑工程；起重机；金属拼接结构；伸缩臂；承载力
中图分类号：TG501；TN247 文献标识码：A 文章编号：2095-509X(2019)05-0101-04
随着建筑工业和机械加工工业的快速发展，起重机金属拼接结构伸缩臂被广泛应用在建筑工程中。为了提高建筑施工的效率，在建筑工程起重机金属拼接结构伸缩臂（以下简称伸缩臂）的设计和控制中，需要对伸缩臂的承载力进行准确测量。目前，伸缩臂承载力测量方法已成为研究的热点之一。
测量伸缩臂承载力的方法主要有模糊PID测量方法和自适应反演测量方法。文献提出一种基于自适应卷积滤波的建筑工程起重机金属拼接结构伸缩臂承载力盲检测方法，其联合时频分析方法进行伸缩臂承载力的特征检测，采用盲分离技术实现动态载荷测量，但在复杂扰动情况下，该方法测量准确性不高。文献提出一种基于时间-频率联合估计的重载起重条件下建筑工程起重机金属拼接结构伸缩臂承载力测量方法，该方法的耦合性不好，自适应控制能力不强。
针对上述问题，本文提出一种基于柔性运动副欠驱动力学分析的建筑工程起重机金属拼接结构伸缩臂承载力测量方法，以实现对伸缩臂承载力的准确测量。
1 伸缩臂承载力控制模型和约束参量
1.1 伸缩臂承载力控制模型
在重载起重条件下，构建伸缩臂耦合动力学模型，以提高伸缩臂耦合载荷测量的准确性。重载起重条件下的平面二自由度欠驱动机构的动力学模型描述为：
Kk+1/k+1=ρk mk mk+1Φk+ 1 mk+1Φk
(1)
其中：
K=S-σ I σ
(2)
mk=∑ L i=1 ai，mk+1=mk+δmk+1
(3)
式中：K为伸缩臂动力惯性矢量；k为维度；σ为平面二自由度欠驱动机构动力学模型的修正系数；S为伸缩臂伸缩力；I为平面二自由度欠驱动机构的动力矢量；mk为起重机在k维度下的质量；ai为i时刻起重机加速度；ρk为k维度下的动力影响因子;
Φk为k维度下起重机的动力矢量；δ为判别式符号；L〖WTBZ〗为机械臂动力总和上界。
采用最小势能法分析机构处于水平面上的动力学特征量
作者简介：王林（1962—），男，高级工程师，主要研究方向为工程管理，329890529@qq.com. | 
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