汽車起重機伸縮臂結構分析與優(yōu)化設計研究.pdf

1、隨著國內(nèi)基礎設施建設的不斷發(fā)展,操作便捷靈活的汽車起重機在整個工程領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,導致需求者對汽車起重機的起重性能、承載能力和安全性要求也逐漸提高。起重臂作為起重機的主要受力構件,其強度和剛度的強弱必然會對整機的性能造成一定的影響。所以對起重機伸縮臂的強度和剛度分析以及結構的優(yōu)化設計研究具有現(xiàn)實意義。
　　本文以QAY50汽車起重機伸縮臂為研究對象,首先結合起重機設計規(guī)范和相

2、關力學知識對伸縮臂結構進行必要的力學分析。其次,根據(jù)實際工程作業(yè)要求,對起重機實際工況進行分析,選擇三種典型工況來進行分析研究。在此基礎上,采用強大的有限元分析軟件ANSYS對整個起重臂系統(tǒng)建立參數(shù)化有限元建模,并作有限元靜力學分析、模態(tài)分析以及優(yōu)化設計。通過對伸縮臂的靜力學分析計算,獲得了結構整體變形云圖和應力云圖,指出了最大變形和最大應力的發(fā)生位置,驗證了結構的安全性和優(yōu)化設計的必要性;通過對伸縮臂結構的模態(tài)分析,得到了三種工況下吊

3、臂結構的前六階固有頻率和相應的振型,了解載荷在不同頻率對吊臂動態(tài)剛度的影響程度,以便清楚地發(fā)現(xiàn)結構存在的缺陷以及需要加強的部位。
　　最后,利用ANSYS中的優(yōu)化模塊,對伸縮臂進行參數(shù)化建模,選取伸縮臂的截面尺寸和厚度為設計變量,許用應力和最大撓度為約束條件,同時選取伸縮臂的體積為目標函數(shù),對伸縮臂進行優(yōu)化設計。結果表明,優(yōu)化后的結果達到了預期的目標,既保證了伸縮臂結構的強度和剛度,質量也有大幅度的減輕,結構更加合理,整機性能明顯