汽車起重機結構優(yōu)化研究.pdf

1、汽車起重機是將吊臺安裝在專用的載重汽車底盤上的一種便攜式起重機。具有機動靈活、零部件供應方便、行駛速度高等優(yōu)點，使用范圍廣泛。汽車起重機的質(zhì)量主要集中在吊臂、轉(zhuǎn)臺和車架上，因此對其進行輕量化研究，尤其是對吊臂、轉(zhuǎn)臺及車架的優(yōu)化研究就顯得格外重要。由于吊臂、轉(zhuǎn)臺和車架的結構復雜，因此對其進行優(yōu)化研究十分困難。傳統(tǒng)的優(yōu)化方法主要是數(shù)值計算法和解析法，其過程繁瑣且計算精度難以保證。
　　針對上述問題，本文以某公司生產(chǎn)的100噸汽車起重機

2、作為研究對象，利用結構優(yōu)化方法對吊臂、轉(zhuǎn)臺和車架分別進行優(yōu)化，在保證其力學性能的前提下使汽車起重機的質(zhì)量減少，提高經(jīng)濟效益。首先，利用尺寸優(yōu)化方法對大型汽車起重機的吊臂進行優(yōu)化。將MATLAB優(yōu)化函數(shù)結合序列二次規(guī)劃法應用于吊臂的截面尺寸優(yōu)化，結果證明該方法安全可靠，大大縮短設計周期。其次，對汽車起重機的轉(zhuǎn)臺進行拓撲優(yōu)化。通過 Pro/E軟件進行三維建模，利用 ANSYS Workbench拓撲優(yōu)化，根據(jù)結果減少一些不必要的材料分布。最

3、后，對汽車起重機的車架結構進行靜力學分析并做出一定的結構改進，對改進后的車架結構進行模態(tài)分析得到車架結構前10階的固有頻率及振型，為以后車架的動態(tài)分析奠定一定基礎。
　　通過對汽車起重機結構的優(yōu)化與研究，在滿足其強度、剛度要求的條件下，使得吊臂質(zhì)量減少16.5％；轉(zhuǎn)臺質(zhì)量減少5%；車架質(zhì)量減少2%。吊臂、轉(zhuǎn)臺、車架均實現(xiàn)輕量化，汽車起重機的結構更加合理，總質(zhì)量大大減少，達到了提高經(jīng)濟效益、節(jié)約成本的目的。同時對汽車起重機的設計及改