【摘要】：本文以“十一五”國家科技計(jì)劃支撐項(xiàng)目《高大空間建筑工程安裝維護(hù)設(shè)備技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)》（項(xiàng)目編號(hào)：2008BAJ09B06）為依托，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)、工程力學(xué)學(xué)科理論，綜合應(yīng)用Pro/E、ADAMS、ANSYS等軟件對(duì)課題實(shí)際產(chǎn)品PT25型高空作業(yè)平臺(tái)的工作裝置進(jìn)行了三維建模、動(dòng)態(tài)仿真、有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，研究了主要部件的強(qiáng)度和剛度以及關(guān)鍵鉸點(diǎn)的受力情況，研究結(jié)果為平臺(tái)的改進(jìn)設(shè)計(jì)及后續(xù)測(cè)試工作提供了可靠的理論參考依據(jù)。論文的主要工作包括以下幾點(diǎn)： （1）平臺(tái)工作裝置的三維建模。以平臺(tái)的原始設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，在Pro/E中建立了工作裝置的參數(shù)化模型，并利用Pro/E和ADAMS之間的專用接口程序Mech/Pro2005生成ADAMS仿真模型。 （2）平臺(tái)工作裝置的仿真分析。根據(jù)平臺(tái)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)規(guī)律制定平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)函數(shù)，應(yīng)用ADAMS軟件對(duì)平臺(tái)進(jìn)行仿真分析，獲得平臺(tái)作業(yè)高度、作業(yè)幅度曲線，主要部件、關(guān)鍵鉸點(diǎn)受力曲線。經(jīng)驗(yàn)證，平臺(tái)作業(yè)范圍滿足設(shè)計(jì)要求，各部件、鉸點(diǎn)受力合理。 （3）平臺(tái)工作裝置的有限元分析。在ANSYS中建立了轉(zhuǎn)臺(tái)、伸縮臂、折臂、吊籃等主要部件的有限元模型，，通過計(jì)算獲得各部件應(yīng)力和變形分布云圖，結(jié)果表明各主要部件的安全系數(shù)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9465-2008的規(guī)定，其強(qiáng)度和剛度滿足使用要求。此外，本文還對(duì)伸縮臂的啟動(dòng)過程進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)計(jì)算，獲得了伸縮臂的動(dòng)載系數(shù)。 （4）平臺(tái)工作裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)。以伸縮臂變幅鉸點(diǎn)位置參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，減小危險(xiǎn)截面受力為目標(biāo)，建立了優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型。通過MATLAB編程求解，獲得最佳鉸點(diǎn)位置設(shè)計(jì)方案，顯著改善了伸縮臂受力。在有限元分析基礎(chǔ)上，以主臂截面參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，主臂總體積為目標(biāo)函數(shù)，應(yīng)用APDL語言編寫優(yōu)化命令流進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，獲得合理的主臂截面尺寸，有效地降低了伸縮臂的重量。 通過本文的研究工作，給出了一種三維建模—?jiǎng)討B(tài)仿真—有限元分析—優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究方法，提高了研發(fā)效率，對(duì)高空作業(yè)平臺(tái)向輕量化、節(jié)能化、產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展起到一定的推動(dòng)作用，同時(shí)也為其它重大裝備的研制提供了一種借鑒。
【圖文】：

[3]，用在室內(nèi)作業(yè)的主要有剪叉式、折臂式、套缸式和桅柱式四種，如圖1.1所示。a ) b )c ) d )圖1.1 室內(nèi)常用高空作業(yè)平臺(tái)a-剪叉式； b-折臂式； c-套缸式； d-雙桅柱式目前國內(nèi)生產(chǎn)和使用較普遍的主要是剪叉式、車載式、桅柱式及套缸式高空作業(yè)平臺(tái)。剪叉式高空作業(yè)平臺(tái)利用液壓缸頂升剪叉臂來工作，這種剪叉式臂型結(jié)構(gòu)可以增大平臺(tái)承載能力以便運(yùn)輸更多的人員和物料，但是剪叉式結(jié)構(gòu)收回時(shí)體積較大而且穩(wěn)定性較差，因此平臺(tái)的起升高度較低，一般不超過十幾米，此外這種結(jié)構(gòu)只能垂直升降，使得其作業(yè)范圍比其它類型平臺(tái)小，剪叉式高空作業(yè)平臺(tái)動(dòng)力源是外部電源，本身沒有發(fā)動(dòng)機(jī)，這也限制了它的使用范圍。車載式高空作業(yè)平臺(tái)是由升降臺(tái)和汽車配套改裝的高空作業(yè)設(shè)備，其利用車輛的引擎動(dòng)力驅(qū)動(dòng)升降，車輛本身具有行走功能，使得升降臺(tái)有更好的靈活性和機(jī)動(dòng)性，能適應(yīng)區(qū)域范圍廣、流動(dòng)性大的高空作業(yè)，提高了高空作業(yè)的工作效率。桅柱式高空作業(yè)平臺(tái)整體采用高強(qiáng)度鋁型材精制而成

自行式高空作業(yè)平臺(tái)具有自動(dòng)行走的功能，移動(dòng)方便、快捷，其體積小可以在室內(nèi)和狹小空間使用，適合于長期作業(yè)和重載作業(yè)。自行式高空作業(yè)平臺(tái)按行走裝置的不同主要分為履帶式和輪胎式，如圖1.2所示。a）履帶式 b）輪胎式圖1.2 自行式高空作業(yè)平臺(tái)自行履帶式高空作業(yè)平臺(tái)體積小，通過性能強(qiáng)，具有爬坡及爬樓梯能力，能適應(yīng)多種場(chǎng)地環(huán)境，起升高度一般在10～40m。適合在狹窄街道、室內(nèi)大堂、需要爬樓梯的地方使用。此類設(shè)備的最大特點(diǎn)在于其支腿結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)多采用蜘蛛型支腿，這樣不但使整
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH211.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2579627