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大型履帶起重機是一種重要的自行式起重機。我國從八十年代初引進外國先進生產技術，現已具備了大型液壓履帶起重機的生產能力。為了消化引進的先進技術，加速國產化，本研究以某廠從DEMAG公司引進技術生產的目前我國最大的履帶起重機為研究對象，用有限元分析法對該機的起重臂進行強度分析，找出結構的應力分布變化規律及設計特點，并配合實測加以驗證。
該機的主要基本參數和外形見表和圖其起重仃有主、劇兩種形式，均由不同的臂節組合而成，節間用銷子連接拆卸方便。該機作業范圍寬，不同長度的主副臂可以有40種組合方式。起重量在2.6-200噸范圍變化，幅度范圍為6-66米。，迫重臂是用無縫鋼管焊接而成的空間析架，建立力學模型的假設為：1)臂架無縫鋼管內部組織均勻，焊縫符合要求，不考慮材料缺陷及制造的影響；2)視下車、履帶架和行走機構為剛性體，臂架變形與底座無關；3)鋼結構在彈性范圍內工作，彈性模量是常數，4)各臂節聯接捎處為一整體，無繞捎軸的相對轉動，本研究使用SAP5結構分析程序。由于臂架桿件較粗，經采用不同單元進行試算和對比，認為接頭的焊接剛度不可忽略，用梁單元來模擬桿件的受力狀態較接近實際。
以焊接點為模型節點，基本上保持了原結構的特色。選擇了短、中、長四種主臂長度和中長主臂加最長、最短兩種副臂長作為臂架的計算臂長，取最大、最小和中間不同的幅度及對應的起重量。作業動作分平穩起升，加速起升、加速回轉和邊起升邊回轉等工況進行比較。這樣選擇計算臂長和工況既能較全面地反映臂架的受力狀況，又使計算機時和結果處理量不致太大。作業時的起升載荷、起升繩張力、吊重的慣性力視為集中載荷用節點載荷處理;臂架結構自重、慣性力、風載荷視為均布載荷用“單元載荷因子”處理；臂架與車身的鉸接，變幅繩的張力，長臂組合形式時中間支承架的牽引力用邊界元模擬。整體模型采用動座標系，座標隨工作幅度變化，節點的座標值不變，可方便輸入輸出數據的處理。計算模型的網格圖見圖。主副臂組合結構太大時，采用部件分段分析法，主副臂分開單獨計算，既可解決微機內存小的困難，又可不受主臂臂長的限制。
圖是部分長度的臂架在不同幅度下弦桿應力洽臂長的分布。四根弦桿，全受壓，實線是左弦桿應力(圖中數值)，虛線為右弦桿的應力。由計算得，弦桿所受壓力不相等。主臂由于導向定滑輪偏置而使右弦桿應力略大于左弦桿。副臂結構對稱，左右弦桿應力相差不多。主副臂上下弦桿的應力不僅相差較大，并且應力差隨起重量Q和幅度R的變化而變化，變化規律見圖。長臂結構由于中間支承架的牽制作用，上下弦桿的應力差史加劇。可見A3-F7架在大多數情況下受的是偏心壓力。從量值上看，短臂大起重量時弦桿應力值較大，強度是主要決定因素。中長臂，長臂起重量降低時，弦桿應力值不高，整機的穩定性是主要限制條件。此工況兩側腹扦受力沿臂長呈規律的拉壓交替分布。
長臂時在中間支承架處腹桿均受拉揮見圖，然后交換拉壓順序。其應力占同截面弦桿平均應力的20%-45%不等。同側相鄰腹桿的壓應力是拉應力的1.2-1.9倍。這種拉壓應力的差值隨上下弦桿應力的變化而變化。此工況因無側向載荷，上下平面腹桿的應力很小，只占同平面弦桿平均應力的6-15000加速起升作業時，在加速時間基本相同條件下臂架桿內應力的增長涪數取決于起升速度。沿整個臂長弦桿和腹桿的應力增長倍數幾乎是相等的。不同長度臂架弦桿應力隨起升速度增加而變化的情況。圖中縱座標是加速瀚升工況與平穩起升工況桿內應力的比值。起重機回轉作業時，吊重和臂架自重在回轉平面的側向載荷引起左右側弦桿內力變化。圖是長短不同臂長形式順時針加速回轉作業時桿內應力沿臂長的變化規律。
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