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随着我国现代物流产业规模的不断扩大,以大型化、轻量化为目标的起重机结构设计理念已广泛运用于生产实践过程中。单纯通过减小箱梁各板元厚度,实现整机结构轻量化,势必会降低箱梁各局部区格稳定性、增加箱梁各截面纵横向变形量,不利于生产安全。如在箱梁内部按一定间距焊接横隔板,则可有效提升各板元区格的局部稳定性,同时增加箱梁整体扭转刚度和抗畸变翘曲刚度,减小偏载作用下箱梁截面纵横向变形。合理布局横隔板间距,可优化箱梁截面应力应变分布特征、提高钢材利用率,以实现箱梁结构的轻量化设计。本文紧密围绕带变间距横隔板箱梁的截面畸变变形问题,构建了基于刚(柔)性隔板假设下的箱梁畸变分析模型,系统研究了隔板位置、数量及厚度等对箱梁截面畸变变形的影响规律。本文的研究内容主要有:(1)针对带隔板箱梁,将隔板与箱梁间作用力视为隔板厚度范围内的均布畸变力矩,分别基于隔板面内无限刚度假设和箱梁与隔板间剪切变形的协调性,提出了考虑截面畸变剪切变形的带刚(柔)性隔板简支梁(悬臂梁)畸变初参数法,继而推导出箱梁各截面畸变角和畸变翘曲函数的初参数解。对比不同隔板数量和厚度下箱梁各采样点处畸变角、畸变翘曲位移和应力初参数值和有限元仿真值,结果充分验证了刚(柔)性隔板假设下的简支梁(悬臂梁)畸变初参数法的正确性。(2)基于带柔性隔板简支梁(悬臂梁)畸变初参数法,分别围绕小车位于简支梁跨中、端部及悬臂梁端部等关键位置,展开轮压点截面处畸变角、畸变翘曲应力及畸变横向弯曲底角随箱梁高跨比、隔板数及厚度比参数化分析。结果表明:当小车位于简支梁跨中或端部时,增加隔板数量、截面高跨比及厚度比可有效抑制轮压点截面节点处畸变角、畸变翘曲应力及上下翼缘板横向弯曲变形。(3)以对称畸变载荷下轮压点处节点畸变翘曲位移及应力为目标展开三隔板简支梁的隔板位置优化分析。此优化问题是以跨中隔板局部剪切稳定性和承载板元局部弯剪组合稳定性为约束条件的连续型单变量优化问题。研究表明:不同对称外畸变力矩Md下,分别以小车轮压点处节点畸变翘曲应力、纵向畸变位移及两者组合为优化目标的最优隔板Ⅰ位于外畸变载荷作用截面处,此时跨中隔板及承载板元的局部屈曲临界载荷均为最大。(4)针对不等距对称三隔板简支梁,以小车轮压点处畸变翘曲函数的一(二)阶导数为等效目标,分析与上述三隔板等效的等距三隔板简支梁高度系数与宽度系数间关系,结果表明:基于最小二乘原理的两尺寸系数间存在线性相关性。继而,系统分析了不等距对称三隔板简支梁畸变翘曲刚度及框架刚度与原等距简支梁间非线性关系,研究表明:不等距对称三隔板简支梁相对原等距三隔板简支梁畸变翘曲刚度增大,畸变框架刚度减小。(5)分别以无(带)隔板简支箱梁为对象,通过FCS四通道液压伺服实验加载平台,直接对箱梁施加两对称集中畸变载荷,并借助百分表和应变仪对箱梁采样点处畸变位移和应力进行读取。对比畸变实验数据和初参数解,结果充分验证了以畸变翘曲函数为初始变量的四阶畸变初参数法的正确性和柔性隔板假设(变形协调性)的正确性。同时,鉴于加载实验过程中各实验环节的不确定性,测量节点处位移和应力存在一定范围的容许误差。误差主要来源于制造加工精度、安装精度和焊接后板件残余变形等。综上,本文整合了理论分析、有限元仿真和实验验证等三个部分,针对带横隔板箱梁截面畸变特性展开了系统研究。本文的研究丰富了箱梁结构设计中截面畸变知识体系,对完善箱梁结构轻量化设计理论体系具有重要意义。