有限元分析作为一门工程必要的技能已经被大多技术人员接受,强度、刚度、稳定性、疲劳等都是技术人员在设计时必须考虑的。其中结构稳定性的校核技术人员主要根据《起重机设计规范GB3811-83中华人民共和国国标》中相关的公式。而现行各国规范中,稳定问题的考虑以验算为主,即按一阶理论计算结构的内力,考虑钢材的初始缺陷、偏心和残余应力等因素的影响,采用计算长度的方法对单个杆件进行稳定性承载力的验算。其优点是计算步骤清晰,但由于没能将各因素有机的结合起来,特别是对于大型的薄壁结构,结构的破坏将以失稳为主,如果只按照一阶理论计算显然不足,因为对大型薄壁结构,非线性特征比较明显,特别是变形对于结构的影响明显,这样如果只用线性方法分析结构的稳定性,将无法得知结构的安全储备,将无法保证结构的安全。本论文就是根据这一背景而立题的。结构的稳定性能可以从其荷载——位移全过程曲线中得到完整的概念,这种全过程曲线要由较精确的非线性分析得出来。传统的线性分析方法是把结构的强度问题和稳定性问题分开考虑的。事实上,从非线性分析的角度来考察,结构的稳定性问题和强度问题始终相互联系在一起。结构的荷载——位移全过程曲线可以把结构的强度、稳定性以至于刚度的整个变化历程表示得清清楚楚。目前,随着计算机的广泛应用和非线性有限元分析方法的发展,已完全可能较精确地跟踪结构的全过程工作性能。本文主要内容是分析研究基于弧长法控制的牛顿-拉弗森迭代解法的特点和用途,并以薄壁构件和起重机桁架式臂架为例,分析其结构的荷载——位移全过程曲线,完整的掌握结构的稳定性能以及详细的应力和其他状态变量的历史。同时利用相关的设计规范和计算手册的经验公式计算结构的屈曲载荷,也利用基于线性和非线性分析的提取屈曲特征值方法计算结构的屈曲载荷,最后将这几种方法的计算结果进行比较,分析这几种分析方法的优缺点,总结出了一套可应用于起重机臂架稳定性分析的较为可靠、完善的计算方案。