综 述
一．概述
起重机是一种能够在规定范围对被吊物进行提升和水平移动的起重机械。最早源于西欧，后来经过原苏联传入我国，在我国已经有近五十年的历史，五十多年来起重机的种类逐渐增多，现如今常用的起重机包括汽车起重机、塔式起重机、门式起重机、履带式起重机等各种形式的不同型号，不同类型的起重机使用条件不尽相同。汽车起重机由于其机动性良好，能够快速转移被广泛的应用在各个领域；塔式起重机是将动臂装于塔身的可旋转的起重机，被广泛的应用于各类建筑结构中；履带式起重机是流动式起重机的一种特殊形式，驱动装置可驱动履带装置行走，且将上部起重作业部分安装在履带上。由于履带式起重机能够适应于恶劣地面、爬坡能力好、可带载行走等优点在各类工程建设中都有着广泛的应用[1-2]。
二．履带式起重机在国内外发展与应用
目前，国外专业生产履带式起重机的厂家很多，德国的主要生产厂家有利渤海尔(LIEBHERR)公司、特雷克斯-德马格（Terex-demag）公司、森尼波根（Senebogen）公司，美国主要厂家有曼尼托瓦克（Manitowoc）公司、林克-贝尔特（Link-belt）公司，日本的主要生产厂家有神钢(Kobelco)公司、日立住友（Hitachi-Sumitomo）公司和石川岛（IHI）公司，其中利勃海尔、特雷克斯-德马格、曼尼托瓦克、神钢、日立住友等公司生产履带式起重机设备的历史悠久，产品的质量有所保证，销量目前是全球领先。相对而言，因为我国在起重机设备起步晚，起点也低，所以我们需要正视的一点是：与欧美日本的先进产品相比我们还不能达到相同的精度。但我国国内的重工业的迅速发展，国产履带起重机一路高歌猛进，取得了不错的成绩。比如徐州重型机械有限公司、三一重工、中联浦沅、抚顺挖掘机制造公司等式履带式起重机领域的后起之秀。2013年生产的3600吨和4000吨履带式起重机，实现了国内超大吨位履带吊的自主设计制造，性能也有很大的提高，缩短了与世界先进水平间的差距。我国现今的生产能力已经得到可喜的成果，虽然吨位较小，数量也徘徊在个位数和十位数之间[3]。智能化是未来社会的发展方向，因此开发履带式起重机的智能化操作系统具有广阔的应用前景。同时适应产品的性能，尽可能的开发研究新的材料及加工工艺能够有效的发挥履带式起重机的整体优势，从而取得良好的经济效益。
三．桁架结构分析的研究现状
桁架的计算主要包括强度计算和稳定性计算。结构稳定性计算的主要方法为下列几种：势能驻值法，能量法，微分方程法，有限单元法。目前国内外学者研究的重点是桁架臂的整体及局部稳定性，起重机桁架臂结构的受力情况比较复杂，故难以找到合理的简化模型来简化桁架臂。为了测定桁架结构是否稳定，相比于传统的将桁架臂转化为实腹式桁架和计算换算长细比来得到相似的惯性矩的方法，来自黑龙江哈工大的陆念力教授率先采用等效惯性矩法。方法是通过桁架的等效惯性矩来计算桁架的稳定性，一方面减少降低了其结构的受力复杂情况和分析的难度，一方面使强度校核更加准确。从一定意义上对我的毕业设计有帮助，但由于研究不够深入，在实际应用中还存在一定问题。
以上是适用于单个组合构件的稳定计算，而履带式起重机臂架系统通常包含主臂和副臂。主臂用于主要的工况的起升工作，副臂用于超起，增大提升高度与起重量。履带式起重机的主臂和副臂间多有夹角，传统数学模型很难进行准确的校核。现今利用有限元单元法在计算准确性上有了很大的提高，有限元单元计算分析是指把一个不间断的求解完全拆分为一些单元组合，再根据已有的一些适用原则和方法得解的过程，这也是有限元单元方法的核心[4-6]。如王欣，马青针对履带式起重机桁架臂的有限元模型提出了有限元单元方法来计算不同截面的惯性值，即在分析的过程中分别通过这种简化法和在实际结构形式上建立有限元模型，然后借助有限元分析软件ANSYS对其进行单元建模和有限元分析来对比理论计算间的误差值。
最近几年，随着计算机技术的飞速发展，研究人员为了以更精练的方式来击破繁琐的工程分析和计算，有限元分析法受到重视在工程学的应用上也发挥了其独特的作用。有限元基本思想最早是由Courant最早于1943年提出的。现在相当多的工程实际问题需要通过数值分析方法求解微分方程来求解。目前有限元分析软件在求解臂架的稳定性方面成为了很好的实用工具。早在二十世纪六十年代就有学者对非线性有限单元法进行研究，而七十年代Majaz Skrinar等人的研究较为显著[7]。而我国近年来从事这方面的研究的知名学者也逐渐增多，精确有限元单元法[8-11]被陆念力教授提出，在他的课题中，可以看到有限单元法理论的快速发展，如今有限元分析法软件也已经渐趋成形，可以实现桁架的稳定性分析的大型有限元计算软件有ANSYS、Sap、Adina等都在广泛应用中[12-13]。这使我清楚的认识到，有限元分析方法已经应用到了各个领域，尤其因其更精炼的方式来击破繁琐的工程分析和计算而受到重视。就其现状发展和现代化科学技术的发展形势值得广大学者和相关工作者深入学习和探讨。
