：研究泵车泵送系统控制问题．由于臂架系统参数设计不合理，混凝士泵车作业过程中的臂架系统振动。采用有限元法
建立某型号泵车臂架系统的流同耦合模型．对臂架系统的振动特性进行仿真分析，并计算共振状态下象车臂架所受动应力
的分布情况。对泵车整车进行振动测试验证模型的有效性。根据流同耦合的泵车臂架系统有限元仿真模型，选择准确的参
数，反映在载荷作用下的振动特性和臂架所受动应力的分布情况。仿真结果为泵车臂架系统的动力学研究提供r一种较精
确的力学模型，为臂架减振系统的设计提供了有效的参数依据。
关键词：混凝土泵车；臂架系统；振动；流固耦合；有限元
中图分类号：TU646 文献标识码：A
Fluid—．Structure Interaction Dynamic Simulation of Concrete
， 一 ‘
Pump Truck Boom System Vibration Analysis
CHEN Don91，WANG Gan91，XIE Xiu—fen2，TAN Jian2
(1．College of Mechanical and Electrical Engineering，Central South University，Changsha Hunan 410083，China；
2．SANY Heavy Industry Co．Ltd，Changsha Hunan 410100，China)
ABSTRACT：The fluid—structure interaction model of pump truck boom system was created using finite element
method to simulate the concrete pump truck boom vibration behaviors during operation and to calculate the dynamic
stress distribution of pump truck booms on resonance state．Vibration tests were made on concrete pump truck product
to verify the fluid-structure interaction model and the validity of simulation results．The simulation results and vibra·
tion test results indicate：the finite element model of the boom system based on fluid-structure interaction theory sireulates the actual performances of vibration accurately under loads on horizontal working condition，and also calculates
the dynamic stress distribution of pump truck booms accurately．The simulations provide锄accurate mechanical mod·
el for boom vibration dynamic study and valid data for designing vibration reduction system of pump truck boom sys—
tern．
KEYWORDS：Concrete pump truck；Boom system；Vibration；Fluid—structure interaction；Finite element
l 引言
混凝土泵车配备液压卷折式臂架，在作业过程中容易产
生较大的振动或摆动。根据相关研究成果oI-3]，泵车臂架系
统产生振动的主要原因有：由液压泵送系统控制参数不匹配
引起的液压冲击载荷，其频率达到泵车的固有频率引起共
振；臂架系统的结构设计参数不合理等。
以往的研究多采用等效载荷的方法。将仿真或试验得出
的液压系统冲击载荷换算为集中力载荷的形式加载到无流
体单元的臂架结构模犁以分析臂架的振动特性。本文考虑
输送管内的混凝土流体与输送管结构之间的流体一结构耦
合影响，直接将测试得到输送管内压力加载到臂架系统有限
基金项目：国家“863”高科技资助项目(2008AA042802)
收稿日期：2010-10-30修同日期：2010—12—15
元模型的流体单元，研究泵车臂架系统在流固耦合作用下的
振动特性，并对共振时的泵车臂架作动应力分析。
2泵车臂架系统建模
2．1流固耦合理论
流固耦合是指流体与固体二者之间的交互作用，其特征
为¨，5。：耦合作用仅发生在两相交界面上，在流固耦合方程
中，耦合是由两相耦合面的平面及协调关系引入的；通过耦
合界面，固体结构在流体载荷的作用下产生变形或运动，而
变形或运动又影响到流体流场，从而改变流体载荷的分布和
大小。
混凝土在输送管内的流动具有不连续性，其压力和流速
都有一定的波动。在输送管内混凝土流体的速度波动、压力
载荷和粘性摩擦力三者共同作用下造成泵车臂架振动，而臂

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