汽車起重機(jī)伸縮臂結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展,操作便捷靈活的汽車起重機(jī)在整個(gè)工程領(lǐng)域中所占比重不斷上升。由于行業(yè)內(nèi)部競爭激烈和施工現(xiàn)場不確定因素的增多,導(dǎo)致需求者對汽車起重機(jī)的起重性能、承載能力和安全性要求也逐漸提高。起重臂作為起重機(jī)的主要受力構(gòu)件,其強(qiáng)度和剛度的強(qiáng)弱必然會(huì)對整機(jī)的性能造成一定的影響。所以對起重機(jī)伸縮臂的強(qiáng)度和剛度分析以及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究具有現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文以QAY50汽車起重機(jī)伸縮臂為研究對象,首先結(jié)合起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范和相

2、關(guān)力學(xué)知識對伸縮臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的力學(xué)分析。其次,根據(jù)實(shí)際工程作業(yè)要求,對起重機(jī)實(shí)際工況進(jìn)行分析,選擇三種典型工況來進(jìn)行分析研究。在此基礎(chǔ)上,采用強(qiáng)大的有限元分析軟件ANSYS對整個(gè)起重臂系統(tǒng)建立參數(shù)化有限元建模,并作有限元靜力學(xué)分析、模態(tài)分析以及優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過對伸縮臂的靜力學(xué)分析計(jì)算,獲得了結(jié)構(gòu)整體變形云圖和應(yīng)力云圖,指出了最大變形和最大應(yīng)力的發(fā)生位置,驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)的安全性和優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性;通過對伸縮臂結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析,得到了三種工況下吊

3、臂結(jié)構(gòu)的前六階固有頻率和相應(yīng)的振型,了解載荷在不同頻率對吊臂動(dòng)態(tài)剛度的影響程度,以便清楚地發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)存在的缺陷以及需要加強(qiáng)的部位。
　　最后,利用ANSYS中的優(yōu)化模塊,對伸縮臂進(jìn)行參數(shù)化建模,選取伸縮臂的截面尺寸和厚度為設(shè)計(jì)變量,許用應(yīng)力和最大撓度為約束條件,同時(shí)選取伸縮臂的體積為目標(biāo)函數(shù),對伸縮臂進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果表明,優(yōu)化后的結(jié)果達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo),既保證了伸縮臂結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度,質(zhì)量也有大幅度的減輕,結(jié)構(gòu)更加合理,整機(jī)性能明顯