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大型履带起重机是一种重要的自行式起重机。我国从八十年代初引进外国先进生产技术，现已具备了大型液压履带起重机的生产能力。为了消化引进的先进技术，加速国产化，本研究以某厂从DEMAG公司引进技术生产的目前我国最大的履带起重机为研究对象，用有限元分析法对该机的起重臂进行强度分析，找出结构的应力分布变化规律及设计特点，并配合实测加以验证。
该机的主要基本参数和外形见表和图其起重仃有主、剧两种形式，均由不同的臂节组合而成，节间用销子连接拆卸方便。该机作业范围宽，不同长度的主副臂可以有40种组合方式。起重量在2.6-200吨范围变化，幅度范围为6-66米。，迫重臂是用无缝钢管焊接而成的空间析架，建立力学模型的假设为：1)臂架无缝钢管内部组织均匀，焊缝符合要求，不考虑材料缺陷及制造的影响；2)视下车、履带架和行走机构为刚性体，臂架变形与底座无关；3)钢结构在弹性范围内工作，弹性模量是常数，4)各臂节联接捎处为一整体，无绕捎轴的相对转动，本研究使用SAP5结构分析程序。由于臂架杆件较粗，经采用不同单元进行试算和对比，认为接头的焊接刚度不可忽略，用梁单元来模拟杆件的受力状态较接近实际。
以焊接点为模型节点，基本上保持了原结构的特色。选择了短、中、长四种主臂长度和中长主臂加最长、最短两种副臂长作为臂架的计算臂长，取最大、最小和中间不同的幅度及对应的起重量。作业动作分平稳起升，加速起升、加速回转和边起升边回转等工况进行比较。这样选择计算臂长和工况既能较全面地反映臂架的受力状况，又使计算机时和结果处理量不致太大。作业时的起升载荷、起升绳张力、吊重的惯性力视为集中载荷用节点载荷处理;臂架结构自重、惯性力、风载荷视为均布载荷用“单元载荷因子”处理；臂架与车身的铰接，变幅绳的张力，长臂组合形式时中间支承架的牵引力用边界元模拟。整体模型采用动座标系，座标随工作幅度变化，节点的座标值不变，可方便输入输出数据的处理。计算模型的网格图见图。主副臂组合结构太大时，采用部件分段分析法，主副臂分开单独计算，既可解决微机内存小的困难，又可不受主臂臂长的限制。
图是部分长度的臂架在不同幅度下弦杆应力洽臂长的分布。四根弦杆，全受压，实线是左弦杆应力(图中数值)，虚线为右弦杆的应力。由计算得，弦杆所受压力不相等。主臂由于导向定滑轮偏置而使右弦杆应力略大于左弦杆。副臂结构对称，左右弦杆应力相差不多。主副臂上下弦杆的应力不仅相差较大，并且应力差随起重量Q和幅度R的变化而变化，变化规律见图。长臂结构由于中间支承架的牵制作用，上下弦杆的应力差史加剧�？杉鸄3-F7架在大多数情况下受的是偏心压力。从量值上看，短臂大起重量时弦杆应力值较大，强度是主要决定因素。中长臂，长臂起重量降低时，弦杆应力值不高，整机的稳定性是主要限制条件。此工况两侧腹扦受力沿臂长呈规律的拉压交替分布。
长臂时在中间支承架处腹杆均受拉挥见图，然后交换拉压顺序。其应力占同截面弦杆平均应力的20%-45%不等。同侧相邻腹杆的压应力是拉应力的1.2-1.9倍。这种拉压应力的差值随上下弦杆应力的变化而变化。此工况因无侧向载荷，上下平面腹杆的应力很小，只占同平面弦杆平均应力的6-15000加速起升作业时，在加速时间基本相同条件下臂架杆内应力的增长涪数取决于起升速度。沿整个臂长弦杆和腹杆的应力增长倍数几乎是相等的。不同长度臂架弦杆应力随起升速度增加而变化的情况。图中纵座标是加速瀚升工况与平稳起升工况杆内应力的比值。起重机回转作业时，吊重和臂架自重在回转平面的侧向载荷引起左右侧弦杆内力变化。图是长短不同臂长形式顺时针加速回转作业时杆内应力沿臂长的变化规律。
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