履帶起重機臂架結構優(yōu)化設計.pdf

1、履帶式起重機是廣泛應用于國民經濟各領域的一種起重設備。臂架是起重機的重要承載部件之一，其力學性能的好壞對整機的正常運轉有直接影響，是起重機生產企業(yè)和用戶關注的內容之一。在優(yōu)化性能的同時降低起重機臂架的重量，能起到降低企業(yè)生產成本，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液壓履帶式起重機為研究對象，結合實際，對其桁架式臂架進行幾何建模、有限元分析和結構優(yōu)化設計。本文研究的主要內容和步驟如下： (1)

2、建立力學模型，并做相應簡化：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，拉桿與起重機底部回轉機構的連接為鉸接，主臂根部與回轉機構的連接為鉸接，鋼絲繩和拉桿視為二力桿。這樣建立的力學模型保證了力傳遞的準確性和幾何變形協(xié)調條件，提高了計算結果的可靠性。 (2)將有限元技術應用于起重機臂架的結構分析中，使結構能夠滿足強度和剛度要求，并提出改進意見，已成為

3、起重機設計的重要組成部分。用有限元分析軟件 ANSYS對起重機臂架金屬結構進行幾何建模，建立有限元模型并在有限元模型的基礎上進行有限元強度和剛度的分析。通過分析得到的應力、應變云圖可較精確地掌握臂架上各點的受力情況，了解臂架內部應力的分布規(guī)律，獲得應力分布圖并方便地找出臂架上易破壞的危險點。 (3)結合起重機臂架的設計，建立了起重機臂架優(yōu)化的數(shù)學模型。選臂架的截面尺寸為設計變量，應力及變形條件為約束條件，臂架重量最輕為目標函數(shù)