起重機伸縮臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、中國經(jīng)濟不斷發(fā)展對裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)升級提出了迫切要求。隨著起重機逐漸地向大噸位和大起升高度方向發(fā)展，起重機結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究日益受到國內(nèi)外學(xué)者及相關(guān)企業(yè)廣泛關(guān)注。本文應(yīng)用結(jié)構(gòu)初級分析和基于拓撲優(yōu)化、尺寸優(yōu)化的組合優(yōu)化分析方法對起重機的伸縮臂金屬結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，同時開發(fā)可視化軟件系統(tǒng)實現(xiàn)伸縮臂結(jié)構(gòu)的集成設(shè)計。 本文主要研究內(nèi)容有： 以QY50t型汽車起重機臂架為研究對象，建立臂架的力學(xué)模型及拓撲優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，討論拓

2、撲優(yōu)化設(shè)置參數(shù)，并應(yīng)用Hypermesh和Optistruct軟件對起重機臂架進行拓撲優(yōu)化設(shè)計，求出拓撲圖形，并按照其規(guī)律為設(shè)計者提出合理性建議。 利用ANSYS有限元分析軟件的APDL語言進行二次開發(fā)，完成臂架參數(shù)化建模，并對其截面尺寸進行優(yōu)化，分析臂架不同截面參數(shù)對臂架的剛度、強度及穩(wěn)定性影響程度，從而確定影響臂架結(jié)構(gòu)整體性能的主要因素和相對次要因素。具體以臂架的剛度、強度及穩(wěn)定性作為性能指標(biāo)，對伸縮臂結(jié)構(gòu)模型進行性能參數(shù)優(yōu)

3、化，得出不同條件下的最優(yōu)截面形式。 基于Visual Basic語言編制臂架截面優(yōu)化設(shè)計的可視化軟件，并通過MATLAB軟件和ANSYS的后臺調(diào)用，為用戶提供解析計算、有限元分析和優(yōu)化三位一體的設(shè)計流程，大大減少了設(shè)計人員的工作量，縮短了設(shè)計周期。并通過試驗結(jié)果與仿真結(jié)果的比較，檢驗臂架結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性與可靠性。 本文實現(xiàn)了起重機伸縮臂結(jié)構(gòu)的組合優(yōu)化設(shè)計并編制了可視化軟件，提出了一種基于多種軟件的優(yōu)化方法，通過算例及試驗