混凝土泵车臂架系统振动机理的研究

2011-09-17王斌华吕彭民

振动与冲击 2011年9期

王斌华，吕彭民

(长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室，西安 710064)

混凝土泵车移动方便、机动灵活，在建筑行业得到广泛应用，泵车进行施工已占泵送混凝土总量的50%以上，泵车结构简图如图1。

图1 混凝土泵车结构简图Fig.1 Sketch of concrete pump truck

带液压卷折臂架的汽车式混凝土泵是今后发展的方向之一。臂架系统可进行姿态调整适应现场各种施工要求，且结构设计的轻量化要求使其结构复杂，文献［1] 表明，泵车泵送工作中，臂架结构承受较大振动应力，产生较多疲劳裂纹，同时臂架振幅过大会影响混凝土浇注质量和施工安全。因此对泵车臂架系统的振动机理研究有重要的应用价值。

从文献研究［2]～［4] 可以看出，泵车臂架系统属于柔性多体系统，结构固有频率较低，泵送工作时，液压式双缸混凝土泵的换向冲击作用，以及换向工作频率与结构固有频率接近等因素使得泵车振动较大。文献［5] 表明，双缸混凝土泵通过分配阀换向，混凝土在输送管内的以脉动流速运动。输送管附着在柔性臂架上，脉动流动混凝土与臂架产生耦联振动［6]。

从上述分析可知，泵车振动系统是由振动车体、柔性振动臂架和脉动混凝土组成的复杂流固耦合强迫振动系统。本文以某型泵车为样车，结合悬臂输液管流固耦合理论，建立臂架系统的动力学方程，分析振动车体和脉动混凝土对臂架振动的影响，并通过样车的现场测试验证数值分析的合理性。