起重機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)與車架結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化.pdf

1、合理的轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其材料能夠具有最大的使用效率，不僅能夠減輕轉(zhuǎn)臺(tái)重量，還能為轉(zhuǎn)臺(tái)的工程設(shè)計(jì)提供參考。通常情況下，履帶起重機(jī)需要能夠滿足不同作業(yè)工況的要求，與之對(duì)應(yīng)，起重機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)也需滿足多種作業(yè)工況的需求。然而對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的每種作業(yè)工況均進(jìn)行分析，不僅工況繁多，同時(shí)不利于提高優(yōu)化效率。本文以750噸級(jí)履帶起重機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)受力情況分析，確定其危險(xiǎn)工況，將范圍縮減為三種危險(xiǎn)工況下的優(yōu)化。然后根據(jù)變密度方法完成轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化

2、，隨之提出轉(zhuǎn)臺(tái)的改進(jìn)方案并完成校核。同時(shí)，由于關(guān)于結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的研究中對(duì)平面問(wèn)題的探討比較多，空間結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化研究較為困難，本文在對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的平面拓?fù)鋬?yōu)化問(wèn)題研究的基礎(chǔ)之上，完成對(duì)車架空間筋板布局的研究并對(duì)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行校核，使拓?fù)鋬?yōu)化的應(yīng)用更為廣泛。論文的主要研究工作與研究成果如下:
　　(1)分析轉(zhuǎn)臺(tái)的受力特征，根據(jù)轉(zhuǎn)臺(tái)在不同作業(yè)工況下的受力情況，判斷出轉(zhuǎn)臺(tái)的危險(xiǎn)工況;在危險(xiǎn)工況下利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行有限元靜

3、力學(xué)分析，獲取應(yīng)力分布，據(jù)此選取拓?fù)鋬?yōu)化區(qū)域。
　　(2)根據(jù)變密度方法，利用SIMP插值模型建立拓?fù)鋬?yōu)化分析的數(shù)學(xué)模型，確定優(yōu)化參數(shù)，完成轉(zhuǎn)臺(tái)的單工況拓?fù)鋬?yōu)化分析，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析;基于SIMP變密度拓?fù)鋬?yōu)化思想，采用加權(quán)求和建立轉(zhuǎn)臺(tái)靜態(tài)多工況拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)模型;并根據(jù)轉(zhuǎn)臺(tái)的強(qiáng)度與剛度，采用歸一化方法獲取權(quán)重因子，通過(guò)對(duì)比分析，選取較為合理的權(quán)重進(jìn)行多工況拓?fù)鋬?yōu)化分析。
　　(3)根據(jù)多目標(biāo)工況拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果，提出一種新的轉(zhuǎn)臺(tái)

4、結(jié)構(gòu)，完成轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì)改進(jìn)后的轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行校核分析，在保證轉(zhuǎn)臺(tái)力學(xué)性能的前提下，轉(zhuǎn)臺(tái)的重量減輕7％，實(shí)現(xiàn)輕量化，達(dá)到優(yōu)化目的，為轉(zhuǎn)臺(tái)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)意義。
　　(4)分析車架的受力情況，并針對(duì)車架的筋板結(jié)構(gòu)，建立優(yōu)化模型;根據(jù)車架實(shí)際受力情況，完成車架的多工況拓?fù)鋬?yōu)化，實(shí)現(xiàn)空間筋板布局的優(yōu)化。優(yōu)化之后內(nèi)部筋板重量減輕39.7％，車架總質(zhì)量減輕6.2％，達(dá)到將拓?fù)鋬?yōu)化由二維平面轉(zhuǎn)向空間的應(yīng)用，同時(shí)對(duì)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行校