针对混凝土流动冲击载荷造成混凝土泵车臂架振动的问题,基于流速周期性变化表征函数的混凝土流动冲击载荷的近似数学模型,构建了能够准确反映臂架系统动态特性的模型并进行了模态分析与动态响应分析。以水平工况下动应力、位移和加速度的实车测试数据为依据,对泵车臂架系统的动态响应仿真结果进行了误差计算分析,测试和仿真结果表明模态计算误差均值为5.7%,危险部位动应力幅误差均值为24.96%,臂架末端振幅误差值为19.3%,臂架末端加速度幅误差值为15.7%,初步形成臂架系统可靠、高效的有限元仿真分析方法,为臂架系统的减振设计及结构动态设计奠定了基础。

以五节臂混凝土泵车为研究对象,根据串联机器人理论,建立混凝土泵车臂架系统的D-H矩阵,并进行臂架系统运动学正解分析。提出基于区域规划法的泵车臂架系统末端的反解算法。对混凝土泵车臂架系统工作空间内的直线浇筑轨迹进行规划,并对2种典型的轨迹进行反解计算。结果表明:基于区域规划法的泵车臂架系统反解算法简化了臂架反解运算过程,且反解唯一、计算量小、实时性高,易于在工程机械运动控制器上实现。

混凝土泵车臂架由于长时间过度受载等原因极易产生疲劳裂纹,及时发现疲劳裂纹可以有效地避免裂纹扩展甚至断裂。超声波红外热像无损检测作为一项新型的裂纹检测技术对疲劳裂纹有良好的检测效果。文中基于超声波红外热像方法建立了不同长度的疲劳裂纹钢平板件模型并进行有限元分析,并制作对应的标准SE（B）疲劳裂纹试件进行试验,试验结果验证了仿真结果的正确性,超声波红外热像方法对3~8 mm的裂纹都具有良好的检测性。

针对泵车臂架电液控制系统的非线性时滞问题提出一种适用于泵车臂架结构的动态时滞补偿方法。该方法以泵车臂架末端振动位移历史数据为基础通过时间序列法对此后某段时间内的泵车臂架的振动姿态提前预测对系统中的非线性时滞进行动态补偿为泵车臂架末端位置控制系统提供可靠的反馈数据为液压阀控缸的位置和速度控制系统提供实时的参考输入。外场试验验证了该时滞补偿算法在提高泵车臂架操控平顺性和阀控缸响应速度方面的有效性。