汽車起重機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、汽車起重機(jī)是將吊臺(tái)安裝在專用的載重汽車底盤上的一種便攜式起重機(jī)。具有機(jī)動(dòng)靈活、零部件供應(yīng)方便、行駛速度高等優(yōu)點(diǎn)，使用范圍廣泛。汽車起重機(jī)的質(zhì)量主要集中在吊臂、轉(zhuǎn)臺(tái)和車架上，因此對(duì)其進(jìn)行輕量化研究，尤其是對(duì)吊臂、轉(zhuǎn)臺(tái)及車架的優(yōu)化研究就顯得格外重要。由于吊臂、轉(zhuǎn)臺(tái)和車架的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化研究十分困難。傳統(tǒng)的優(yōu)化方法主要是數(shù)值計(jì)算法和解析法，其過(guò)程繁瑣且計(jì)算精度難以保證。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文以某公司生產(chǎn)的100噸汽車起重機(jī)

2、作為研究對(duì)象，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法對(duì)吊臂、轉(zhuǎn)臺(tái)和車架分別進(jìn)行優(yōu)化，在保證其力學(xué)性能的前提下使汽車起重機(jī)的質(zhì)量減少，提高經(jīng)濟(jì)效益。首先，利用尺寸優(yōu)化方法對(duì)大型汽車起重機(jī)的吊臂進(jìn)行優(yōu)化。將MATLAB優(yōu)化函數(shù)結(jié)合序列二次規(guī)劃法應(yīng)用于吊臂的截面尺寸優(yōu)化，結(jié)果證明該方法安全可靠，大大縮短設(shè)計(jì)周期。其次，對(duì)汽車起重機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化。通過(guò) Pro/E軟件進(jìn)行三維建模，利用 ANSYS Workbench拓?fù)鋬?yōu)化，根據(jù)結(jié)果減少一些不必要的材料分布。最

3、后，對(duì)汽車起重機(jī)的車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析并做出一定的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，對(duì)改進(jìn)后的車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析得到車架結(jié)構(gòu)前10階的固有頻率及振型，為以后車架的動(dòng)態(tài)分析奠定一定基礎(chǔ)。
　　通過(guò)對(duì)汽車起重機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與研究，在滿足其強(qiáng)度、剛度要求的條件下，使得吊臂質(zhì)量減少16.5％；轉(zhuǎn)臺(tái)質(zhì)量減少5%；車架質(zhì)量減少2%。吊臂、轉(zhuǎn)臺(tái)、車架均實(shí)現(xiàn)輕量化，汽車起重機(jī)的結(jié)構(gòu)更加合理，總質(zhì)量大大減少，達(dá)到了提高經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)約成本的目的。同時(shí)對(duì)汽車起重機(jī)的設(shè)計(jì)及改