采用有限元的方法,对液压启闭机油缸及活塞杆整体进行受压稳定性分析,研究影响液压缸活塞杆整体挠度的因素。通过对不同形式和断面的油缸和活塞杆进行模型试验和数值仿真研究,综合分析了液压缸导向套形式、导向套材料、支座布置位置(尾部、端部及中间支座)、液压缸布置方式(倾斜、竖直、水平)以及液压缸支座和活塞杆吊头摩擦系数等因素对活塞杆挠度的影响。结果表明,液压缸导向套形式、导向套材料对活塞杆挠度影响甚微;液压缸支座布置位置(尾部、端部及中间支座)对活塞杆整体挠度及临界压力影响明显,头部支承方式在挠度和临界力方面优于中部和端部支承;液压缸布置方式(倾斜、竖直、水平)对活塞杆挠度也有明显影响;油缸支座及活塞杆吊头的摩擦系数能有效的限制活塞杆的挠度。

利用挠曲微分方程对伸缩臂的稳定性进行分析,给出了油缸在不同支承方式下伸缩臂临界载荷的解析表达式,并与结果进行比较。表明考虑油缸影响之后,伸缩臂的欧拉临界力增大了,吊臂稳定时的承载能力提高了;油缸支承在不同位置,失稳特征方程也不一样,在油缸不先行失稳的前提下,伸缩吊臂的承载力主要取决于吊臂的截面惯性矩及支承形式,与油缸的惯性矩无关;油缸支承位置越靠上,伸缩臂的抗失稳能力越强。