本文關鍵詞：汽車起重機伸縮臂結構分析與優(yōu)化設計研究

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【摘要】：隨著國內(nèi)基礎設施建設的不斷發(fā)展，操作便捷靈活的汽車起重機在整個工程領域中所占比重不斷上升。由于行業(yè)內(nèi)部競爭激烈和施工現(xiàn)場不確定因素的增多，導致需求者對汽車起重機的起重性能、承載能力和安全性要求也逐漸提高。起重臂作為起重機的主要受力構件，其強度和剛度的強弱必然會對整機的性能造成一定的影響。所以對起重機伸縮臂的強度和剛度分析以及結構的優(yōu)化設計研究具有現(xiàn)實意義。 本文以QAY50汽車起重機伸縮臂為研究對象，首先結合起重機設計規(guī)范和相關力學知識對伸縮臂結構進行必要的力學分析。其次，根據(jù)實際工程作業(yè)要求，對起重機實際工況進行分析，選擇三種典型工況來進行分析研究。在此基礎上，采用強大的有限元分析軟件ANSYS對整個起重臂系統(tǒng)建立參數(shù)化有限元建模，并作有限元靜力學分析、模態(tài)分析以及優(yōu)化設計。通過對伸縮臂的靜力學分析計算，獲得了結構整體變形云圖和應力云圖，指出了最大變形和最大應力的發(fā)生位置，驗證了結構的安全性和優(yōu)化設計的必要性；通過對伸縮臂結構的模態(tài)分析，得到了三種工況下吊臂結構的前六階固有頻率和相應的振型，了解載荷在不同頻率對吊臂動態(tài)剛度的影響程度，，以便清楚地發(fā)現(xiàn)結構存在的缺陷以及需要加強的部位。 最后，利用ANSYS中的優(yōu)化模塊，對伸縮臂進行參數(shù)化建模，選取伸縮臂的截面尺寸和厚度為設計變量，許用應力和最大撓度為約束條件，同時選取伸縮臂的體積為目標函數(shù)，對伸縮臂進行優(yōu)化設計。結果表明，優(yōu)化后的結果達到了預期的目標，既保證了伸縮臂結構的強度和剛度，質(zhì)量也有大幅度的減輕，結構更加合理，整機性能明顯提升。 本文對伸縮臂的有限元分析與優(yōu)化設計研究為同類產(chǎn)品的設計和工程實際問題的解決提供了重要的理論依據(jù)和參考價值。
【關鍵詞】：起重機伸縮臂 有限元靜力學分析 模態(tài)分析 參數(shù)化 優(yōu)化設計
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH213.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 本文研究背景及研究意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外汽車起重機的發(fā)展概況11-14
• 1.2.1 國外汽車起重機的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)汽車起重機發(fā)展現(xiàn)狀12
• 1.2.3 汽車起重機發(fā)展動向12-13
• 1.2.4 汽車起重機吊臂有限元分析的發(fā)展狀況13-14
• 1.3 主要研究內(nèi)容14-15
• 1.4 本章小結15-16
• 第二章 汽車起重機吊臂的結構分析與研究16-31
• 2.1 汽車起重機吊臂的結構及原理16-19
• 2.2 汽車起重機吊臂的受力分析19-30
• 2.2.1 載荷分類19-21
• 2.2.2 伸縮臂靜力學分析21-27
• 2.2.3 結構剛度計算27-30
• 2.2.4 構件結構的許用應力30
• 2.3 本章小結30-31
• 第三章 伸縮臂有限元靜力學分析31-46
• 3.1 結構靜力學分析概述31
• 3.2 伸縮臂結構的有限元分析31-45
• 3.2.1 工況分析與力學計算31-34
• 3.2.2 伸縮臂參數(shù)化模型建立34-39
• 3.2.3 載荷及約束處理39-41
• 3.2.4 求解結果與分析41-45
• 3.3 本章小結45-46
• 第四章 伸縮臂結構模態(tài)分析46-56
• 4.1 伸縮臂結構的模態(tài)分析46-55
• 4.1.1 模態(tài)分析概述46-47
• 4.1.2 模態(tài)分析的理論基礎47-48
• 4.1.3 ANSYS 中的模態(tài)提取方法48-49
• 4.1.4 模態(tài)分析結果49-55
• 4.2 本章小結55-56
• 第五章 汽車起重機伸縮臂的結構優(yōu)化56-68
• 5.1 優(yōu)化設計概論56-57
• 5.2 ANSYS 優(yōu)化設計簡介57-58
• 5.3 ANSYS 優(yōu)化設計的過程與步驟58-59
• 5.4 伸縮臂優(yōu)化模型的建立59-62
• 5.4.1 設計變量的選取59-60
• 5.4.2 狀態(tài)變量的確定60
• 5.4.3 目標函數(shù)的確定60-62
• 5.5 伸縮臂優(yōu)化設計及結果分析62-67
• 5.6 本章小結67-68
• 結論與展望68-70
• 結論68-69
• 展望69-70
• 參考文獻70-73
• 附錄73-78
• 致謝78

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 張東民,洪濤;QLY25輪胎起重機吊臂有限元分析[J];工程機械;1995年09期

2 郭軍,蘇沖;高低空起重工程車吊臂伸縮機構[J];工程機械;2000年06期

3 紀愛敏;彭鐸;劉木南;;三種工況下大型吊臂的有限元分析[J];工程機械;2006年02期

4 焦文瑞;孔慶華;;汽車起重機箱形伸縮式吊臂的有限元分析[J];工程機械;2007年09期

5 閆雪琴;李瑩;蔣紅旗;;有限元優(yōu)化技術在起重機吊臂結構設計中的應用[J];機械研究與應用;2006年06期

6 紀愛敏;羅衍領;;起重機伸縮吊臂截面優(yōu)化設計[J];建筑機械化;2006年03期

7 紀愛敏,張培強,彭鐸,羅衍領;起重機伸縮吊臂局部穩(wěn)定性的有限元分析[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2004年06期

8 沈法鵬;王健;;汽車起重機副臂結構的有限元分析[J];山東理工大學學報(自然科學版);2006年05期

9 王超;;起重機行業(yè)發(fā)展綜述[J];工程建設;2011年05期

本文編號：796674