泵車臂架六連桿機構裝配有限元多工位計算方法研究.pdf

1、泵車是現(xiàn)澆混凝土的主要設備，用于將泵送的混凝土澆注到各種復雜位置的模板中。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雜載荷。其設計參數(shù)一旦選取不當，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構（即六桿機構）出現(xiàn)裂紋和變形的概率較大。因此，對該機構的強度剛

2、度進行準確分析，設計出輕便、耐用的機構部件對提高泵車可靠性、降低成本具有十分重要的意義。
　　 本課題從實際問題出發(fā)，以42米混凝土泵車產品的開發(fā)與研究為背景，將有限元理論、接觸理論、軟件工具和試驗有機結合起來，主要針對臂架六連桿機構進行綜合靜態(tài)性能分析，開發(fā)出一套裝配有限元多工位計算方法。應用該系統(tǒng)進行計算，能夠得到工況變化過程中臂架各組成構件的靜力學參數(shù)變化情況，找到機構中安全區(qū)域與可能危險區(qū)域，并確定各構件的最危險工況。<

3、br>　　 本文首先介紹了混凝土泵車的發(fā)展概況和國內外臂架系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，著重地論述了仿真技術的發(fā)展狀況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)的結構特點，進一步分析六連桿機構機構特性等。
　　 然后重點進行有限元方法的研究，給出了采用I-DEAS進行水平裝配有限元分析計算的一般過程，分析裝配有限元方法計算結果與單

4、構件有限元方法計算結果的差異；在此基礎上，采用I-DEAS程序，針對產品進行多工況仿真分析，比較不同工況下各構件應力分布的變化情況，得到最危險工況下的最危險位置。最后，比較仿真結果與現(xiàn)場試驗所得數(shù)據，驗證多工位裝配有限元方法仿真計算結果的真實性與可信度。
　　 另外，本文從提高設計效率的角度出發(fā)，利用I-DEAS軟件提供的開放性語言編寫界面程序，進行有限元系統(tǒng)開發(fā)，實現(xiàn)了良好的人機交互界面以及任意多個工況的自動循環(huán)計算。