履帶起重機(jī)臂架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、履帶式起重機(jī)是廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域的一種起重設(shè)備。臂架是起重機(jī)的重要承載部件之一，其力學(xué)性能的好壞對整機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)有直接影響，是起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)和用戶關(guān)注的內(nèi)容之一。在優(yōu)化性能的同時(shí)降低起重機(jī)臂架的重量，能起到降低企業(yè)生產(chǎn)成本，節(jié)約資源的作用，意義重大。本文從解決上述重要問題的角度出發(fā)，以QUY55液壓履帶式起重機(jī)為研究對象，結(jié)合實(shí)際，對其桁架式臂架進(jìn)行幾何建模、有限元分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文研究的主要內(nèi)容和步驟如下： (1)

2、建立力學(xué)模型，并做相應(yīng)簡化：主臂與副臂、主臂與拉桿之間的連接為鉸接，鋼絲繩與主臂、鋼絲繩與副臂之間的連接為鉸接，支架與鋼絲繩、支架與臂架之間的連接為鉸接，拉桿與起重機(jī)底部回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的連接為鉸接，主臂根部與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的連接為鉸接，鋼絲繩和拉桿視為二力桿。這樣建立的力學(xué)模型保證了力傳遞的準(zhǔn)確性和幾何變形協(xié)調(diào)條件，提高了計(jì)算結(jié)果的可靠性。 (2)將有限元技術(shù)應(yīng)用于起重機(jī)臂架的結(jié)構(gòu)分析中，使結(jié)構(gòu)能夠滿足強(qiáng)度和剛度要求，并提出改進(jìn)意見，已成為

3、起重機(jī)設(shè)計(jì)的重要組成部分。用有限元分析軟件 ANSYS對起重機(jī)臂架金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行幾何建模，建立有限元模型并在有限元模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行有限元強(qiáng)度和剛度的分析。通過分析得到的應(yīng)力、應(yīng)變云圖可較精確地掌握臂架上各點(diǎn)的受力情況，了解臂架內(nèi)部應(yīng)力的分布規(guī)律，獲得應(yīng)力分布圖并方便地找出臂架上易破壞的危險(xiǎn)點(diǎn)。 (3)結(jié)合起重機(jī)臂架的設(shè)計(jì)，建立了起重機(jī)臂架優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型。選臂架的截面尺寸為設(shè)計(jì)變量，應(yīng)力及變形條件為約束條件，臂架重量最輕為目標(biāo)函數(shù)