泵車臂架六連桿機(jī)構(gòu)裝配有限元多工位計(jì)算方法研究.pdf

1、泵車是現(xiàn)澆混凝土的主要設(shè)備，用于將泵送的混凝土澆注到各種復(fù)雜位置的模板中。作為泵車的重要組成部分——臂架系統(tǒng)，它是一個用有線或無線操作的巨型機(jī)械手，主要用于支承混凝土管，改變混凝土出口在布料三維空間的位置，而且它還需承受并傳遞復(fù)雜載荷。其設(shè)計(jì)參數(shù)一旦選取不當(dāng)，很容易在使用中失效，對泵車整體性能和可靠性影響很大。從目前產(chǎn)品的市場反饋情況可以了解到，臂架系統(tǒng)中臂與臂之間的連接機(jī)構(gòu)（即六桿機(jī)構(gòu)）出現(xiàn)裂紋和變形的概率較大。因此，對該機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度剛

2、度進(jìn)行準(zhǔn)確分析，設(shè)計(jì)出輕便、耐用的機(jī)構(gòu)部件對提高泵車可靠性、降低成本具有十分重要的意義。
　　 本課題從實(shí)際問題出發(fā)，以42米混凝土泵車產(chǎn)品的開發(fā)與研究為背景，將有限元理論、接觸理論、軟件工具和試驗(yàn)有機(jī)結(jié)合起來，主要針對臂架六連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行綜合靜態(tài)性能分析，開發(fā)出一套裝配有限元多工位計(jì)算方法。應(yīng)用該系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，能夠得到工況變化過程中臂架各組成構(gòu)件的靜力學(xué)參數(shù)變化情況，找到機(jī)構(gòu)中安全區(qū)域與可能危險(xiǎn)區(qū)域，并確定各構(gòu)件的最危險(xiǎn)工況。<

3、br>　　 本文首先介紹了混凝土泵車的發(fā)展概況和國內(nèi)外臂架系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，著重地論述了仿真技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r和本文仿真研究中所用到的I-DEAS仿真軟件，以及該軟件所涉及的有限元相關(guān)理論，其中包括裝配有限元理論和接觸算法理論。然后簡要介紹了泵車基本組成及臂架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)一步分析六連桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)特性等。
　　 然后重點(diǎn)進(jìn)行有限元方法的研究，給出了采用I-DEAS進(jìn)行水平裝配有限元分析計(jì)算的一般過程，分析裝配有限元方法計(jì)算結(jié)果與單

4、構(gòu)件有限元方法計(jì)算結(jié)果的差異；在此基礎(chǔ)上，采用I-DEAS程序，針對產(chǎn)品進(jìn)行多工況仿真分析，比較不同工況下各構(gòu)件應(yīng)力分布的變化情況，得到最危險(xiǎn)工況下的最危險(xiǎn)位置。最后，比較仿真結(jié)果與現(xiàn)場試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，驗(yàn)證多工位裝配有限元方法仿真計(jì)算結(jié)果的真實(shí)性與可信度。
　　 另外，本文從提高設(shè)計(jì)效率的角度出發(fā)，利用I-DEAS軟件提供的開放性語言編寫界面程序，進(jìn)行有限元系統(tǒng)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了良好的人機(jī)交互界面以及任意多個工況的自動循環(huán)計(jì)算。