【摘要】：汽車起重機因具有結(jié)構(gòu)緊湊、移動方便、靈活性強、工作條件與場地適應(yīng)性強等特點,而被廣泛應(yīng)用在各工程領(lǐng)域。汽車起重機的承載部件伸縮臂在整機中是重點設(shè)計的部件。其主要承受雙向壓彎載荷,受力非常復(fù)雜,其截面形式與質(zhì)量直接決定整機性能。在伸縮臂的結(jié)構(gòu)強度、剛度和穩(wěn)定性條件都得到滿足的同時,研究其截面形式并減輕自重,對于整機性能的提高有著重要意義。 隨著設(shè)計水平的不斷提高和新材料的使用,汽車起重機朝大噸位、大高度方向發(fā)展,使得伸縮臂重量也不斷增加。為了減輕伸縮臂自重,充分發(fā)揮材料性能,許多截面形式被采用,其中包括新型橢圓截而形式的采用。這種截面形式由于圓弧下槽板與斜腹板的采用,使得伸縮臂結(jié)構(gòu)抗屈曲能力大為增加,受力更加合理,整機重量更輕。而且該種截面形式伸縮臂結(jié)構(gòu)腹板的屈曲臨界載荷有顯著提高,但是對于圓弧下槽板出現(xiàn)了新的局部穩(wěn)定性問題。本文核心為研究新型橢圓截面伸縮臂局部穩(wěn)定性計算方法,利用特征值有限元法對圓柱殼屈曲計算解析法進行修正,并運用在伸縮臂結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化之中。 本文以六邊形、八邊形和新型橢圓形截面伸縮臂為研究對象,對其進行受力分析,考慮伸縮臂結(jié)構(gòu)的非線性彎曲,分別建立了變幅平面與回轉(zhuǎn)平面的力學(xué)模型,并得到了力學(xué)約束條件。以伸縮臂自重為目標函數(shù),以截面尺寸作為設(shè)計變量,并考慮套接長度對局部穩(wěn)定性的影響,采用搜索性能好、自適應(yīng)性與收斂速度快的遺傳算法,利用Matlab軟件實值編碼方式編寫優(yōu)化程序,完成基于Matlab語言的伸縮臂性能尺寸優(yōu)化可視化軟件的編寫。 本文將QY70型汽車起重機的整機性能參數(shù)運用到三種截面形式伸縮臂的優(yōu)化中,輸出每次迭代中的最佳個體。經(jīng)優(yōu)化計算后的六邊形、八邊形和新型橢圓截面形式的伸縮臂自重比優(yōu)化前分別下降了7.7%、9.2%、15.1%,驗證了程序的可行性并達到優(yōu)化的效果。 本文對實際工程中伸縮臂設(shè)計有一定的指導(dǎo)意義。
[Abstract]:Truck crane is widely used in various engineering fields because of its compact structure, convenient movement, strong flexibility, strong adaptability to working conditions and site. The telescopic arm of truck crane is an important part in the whole machine. It is mainly subjected to two-way compression and bending load, and the force is very complicated. Its cross-section form and quality directly determine the performance of the whole machine. While the structural strength, stiffness and stability conditions of the telescopic arm are satisfied, it is of great significance to improve the performance of the whole machine by studying its cross-section form and reducing its weight. With the improvement of design level and the use of new materials, truck cranes are developing in the direction of large tonnage and height, which makes the weight of telescopic boom increase. In order to reduce the self-weight of the telescopic arm and give full play to the material properties, many cross-section forms have been adopted, including the new elliptical truncated form. Due to the adoption of circular subarc grooves and oblique web the bending resistance of the telescopic arm structure is greatly increased the force is more reasonable and the weight of the whole machine is lighter. Moreover, the critical buckling load of the web plate of this kind of cross section telescopic arm structure is improved significantly, but there is a new local stability problem for the circular subarc grooved plate. The core of this paper is to study a new method for calculating the local stability of a telescopic arm with elliptic section. The eigenvalue finite element method is used to modify the analytical method for calculating the buckling of cylindrical shells, and it is used in the optimization of the structure size of the telescopic arm. In this paper, hexagonal, octagonal and new elliptical section telescopic arms are studied. The mechanical models of the variable amplitude plane and the rotary plane are established by considering the nonlinear bending of the telescopic arm structure. The mechanical constraints are obtained. Taking the weight of the telescopic arm as the objective function, the section size as the design variable, and considering the influence of the socket length on the local stability, the genetic algorithm with good searching performance, high adaptability and fast convergence is adopted. The optimization program is compiled by using the real value coding method of the Matlab software, and the visual software for the optimization of the performance and dimension of the telescopic arm based on the Matlab language is completed. In this paper, the whole performance parameters of QY70 truck crane are applied to the optimization of three kinds of cross section telescopic boom, and the best individual in each iteration is outputted. The weight of hexagon, octagonal and new elliptical section is decreased by 7.7and 9.2g / 15.1, respectively, which verifies the feasibility of the program and achieves the optimization effect. This paper has certain guiding significance to the design of telescopic arm in practical engineering.
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH213.6

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 杜向陽;馬軍星;王進;孔軍;;PT25型高空作業(yè)平臺伸縮臂靜態(tài)有限元分析[J];建筑機械化;2011年08期

2 杜向陽;王進;馬軍星;鄭寧舟;;PT25蜘蛛式高空作業(yè)平臺伸縮臂變幅鉸點優(yōu)化[J];建筑機械;2011年15期

3 王笑世;李軍;;淺談利勃海爾400T起重機伸縮臂內(nèi)油缸鎖定及解鎖[J];甘肅科技縱橫;2011年04期

4 齊永育;;平衡重移動在擦窗機設(shè)計中的應(yīng)用及分析[J];建筑技術(shù)開發(fā);2010年01期

5 郭維清;張文攀;肖寧;;基于應(yīng)變能約束的梁截面拓撲優(yōu)化[J];機械;2011年06期

6 李金順;李新美;;起重機吊臂伸縮時抖動的原因分析[J];工程機械與維修;2011年08期

7 奚源;陳志;王志;丁永軍;閆洪峰;田甜;;某型伸縮臂叉裝車伸縮臂應(yīng)力分析[J];起重運輸機械;2011年08期

8 尹凱軍;王志瑾;;可重復(fù)使用飛行器陶瓷瓦熱防護系統(tǒng)尺寸優(yōu)化分析[J];飛機設(shè)計;2011年03期

9 劉樹春;張敬佩;李初曄;;機械產(chǎn)品設(shè)計的結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用[J];機械設(shè)計與制造;2011年08期

10 吉國明;董萌;張量;;搖臂式起落架初始設(shè)計方法研究及性能仿真[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2011年22期

相關(guān)會議論文 前10條

1 孫笑萍;;160噸三節(jié)伸縮臂鐵路起重機[A];中國工程機械學(xué)會2003年年會論文集[C];2003年

2 張立新;;NK-250加藤吊車伸縮臂嚴重折彎故障修復(fù)技術(shù)[A];2002年晉冀魯豫鄂蒙川滬云貴甘十一省市區(qū)機械工程學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集（河南分冊）[C];2002年

3 張勇杰;陳志強;梁超;;掘進機伸縮臂外部有限元分析[A];2011年安徽省科協(xié)年會——機械工程分年會論文集[C];2011年

4 李創(chuàng);;鐵路安全救援設(shè)備發(fā)展分析[A];科技、工程與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展——中國科協(xié)第五屆青年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

5 陳馨;鄧曉龍;谷葉水;;發(fā)動機油底殼結(jié)構(gòu)減重優(yōu)化[A];結(jié)構(gòu)及多學(xué)科優(yōu)化工程應(yīng)用與理論研討會’2009（CSMO-2009）論文集[C];2009年

6 郎寶永;耿廣銳;;某蓄電池框優(yōu)化設(shè)計[A];結(jié)構(gòu)及多學(xué)科優(yōu)化工程應(yīng)用與理論研討會’2009（CSMO-2009）論文集[C];2009年

7 李創(chuàng);;鐵路安全救援設(shè)備發(fā)展分析[A];快速提升鐵路建設(shè)與裝備現(xiàn)代化技術(shù)促進鐵路跨越式發(fā)展——中國科協(xié)第五屆青年學(xué)術(shù)年會第九分會場論文集[C];2004年

8 張連文;吳樂堯;李翠英;;RSC45正面吊運機吊臂結(jié)構(gòu)CAE分析[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

9 過惠平;孫濤;姚紅偉;;CR-39固體徑跡探測器尺寸優(yōu)化的蒙特卡羅模擬研究[A];第13屆全國計算機、網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

10 孫國兵;;OptiStruct在汽車零部件優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用[A];結(jié)構(gòu)及多學(xué)科優(yōu)化工程應(yīng)用與理論研討會’2009（CSMO-2009）論文集[C];2009年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 田明榮;林金鎮(zhèn)：“小能人”解決大問題[N];人民公安報·消防周刊;2010年

2 記者 張遠平;上海太騰進軍船用分段運輸裝備市場[N];中國船舶報;2008年

3 朱志勇;齊車公司兩種鐵路起重機設(shè)計方案通過技術(shù)審查[N];人民鐵道;2007年

4 齊菊;移動式起重機械高速發(fā)展[N];中國電力報;2007年

5 王書亭;CAE促機電產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新[N];計算機世界;2006年

6 李易;近年匈牙利工程機械設(shè)備需求量大幅提高[N];中國工業(yè)報;2008年

7 尹剛 陳衍利;萊鋼中低速磁懸浮列車軌排研發(fā)全面完成[N];世界金屬導(dǎo)報;2008年

8 劉楓;永恒力展示新款靜液壓驅(qū)動叉車[N];機電商報;2009年

9 常超;特雷克斯著手整合公司業(yè)務(wù)[N];中國工業(yè)報;2006年

10 肖培清邋王曉;鄭州鐵路局在演練中筋強骨壯[N];人民鐵道;2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 陳爐云;基于多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化的潛艇結(jié)構(gòu)—聲輻射優(yōu)化研究[D];上海交通大學(xué);2008年

2 唐文艷;結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的遺傳算法研究和應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2002年

3 顧明;嵌入式SRAM性能模型與優(yōu)化[D];東南大學(xué);2006年

4 孔民秀;縮放式力覺主手研究及其在遙操作正骨手術(shù)中的應(yīng)用[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

5 陶振武;基于群集智能的產(chǎn)品共進化設(shè)計方法研究[D];華中科技大學(xué);2007年

6 侯恕萍;水下運載器主動對接裝置控制技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

7 樊炳輝;RPJ-D型噴砼機器人技術(shù)研究[D];山東科技大學(xué);2007年

8 胡朝輝;面向汽車輕量化設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];湖南大學(xué);2010年

9 程東梅;半剛性鋼框架結(jié)構(gòu)研究及優(yōu)化設(shè)計[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

10 馬紅艷;海洋平臺結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法與軟件[D];大連理工大學(xué);2003年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 蔡宇子;現(xiàn)代伸縮臂截面及尺寸優(yōu)化研究[D];大連理工大學(xué);2012年

2 齊成;基于非線性彎曲的伸縮臂優(yōu)化研究[D];大連理工大學(xué);2010年

3 黃琳;起重機伸縮臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D];大連理工大學(xué);2007年

4 姚海瑞;全地面起重機超起裝置力學(xué)模型研究[D];大連理工大學(xué);2011年

5 王一澤;重型自行式平臺臂架結(jié)構(gòu)動靜態(tài)分析及優(yōu)化[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

6 文祥;輪式起重機單缸插銷式伸縮臂的研究[D];東北大學(xué);2009年

7 張碩;伸縮臂局部穩(wěn)定性研究[D];大連理工大學(xué);2008年

8 朱家祥;EBZ-160型掘進機內(nèi)伸縮臂參數(shù)優(yōu)化設(shè)計[D];安徽理工大學(xué);2010年

9 胡秋香;結(jié)構(gòu)拓撲、形狀和尺寸最優(yōu)化方法在斜拉橋加勁梁設(shè)計中應(yīng)用[D];河海大學(xué);2005年

10 吳穎;兩級除塵系統(tǒng)的尺寸優(yōu)化及機電一體化實現(xiàn)[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2005年

，

本文編號：2302054