【摘要】：本文以“十一五”國家科技計劃支撐項目《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)》（項目編號：2008BAJ09B06）為依托，根據(jù)機械設(shè)計、工程力學(xué)學(xué)科理論，綜合應(yīng)用Pro/E、ADAMS、ANSYS等軟件對課題實際產(chǎn)品PT25型高空作業(yè)平臺的工作裝置進(jìn)行了三維建模、動態(tài)仿真、有限元分析及優(yōu)化設(shè)計工作，研究了主要部件的強度和剛度以及關(guān)鍵鉸點的受力情況，研究結(jié)果為平臺的改進(jìn)設(shè)計及后續(xù)測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： （1）平臺工作裝置的三維建模。以平臺的原始設(shè)計為基礎(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）平臺工作裝置的仿真分析。根據(jù)平臺的實際運動規(guī)律制定平臺的驅(qū)動函數(shù)，應(yīng)用ADAMS軟件對平臺進(jìn)行仿真分析，獲得平臺作業(yè)高度、作業(yè)幅度曲線，主要部件、關(guān)鍵鉸點受力曲線。經(jīng)驗證，平臺作業(yè)范圍滿足設(shè)計要求，各部件、鉸點受力合理。 （3）平臺工作裝置的有限元分析。在ANSYS中建立了轉(zhuǎn)臺、伸縮臂、折臂、吊籃等主要部件的有限元模型，，通過計算獲得各部件應(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，其強度和剛度滿足使用要求。此外，本文還對伸縮臂的啟動過程進(jìn)行瞬態(tài)動力學(xué)計算，獲得了伸縮臂的動載系數(shù)。 （4）平臺工作裝置的優(yōu)化設(shè)計。以伸縮臂變幅鉸點位置參數(shù)為設(shè)計變量，減小危險截面受力為目標(biāo)，建立了優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型。通過MATLAB編程求解，獲得最佳鉸點位置設(shè)計方案，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�！獎討B(tài)仿真—有限元分析—優(yōu)化設(shè)計的研究方法，提高了研發(fā)效率，對高空作業(yè)平臺向輕量化、節(jié)能化、產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展起到一定的推動作用，同時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。剪叉式高空作業(yè)平臺利用液壓缸頂升剪叉臂來工作，這種剪叉式臂型結(jié)構(gòu)可以增大平臺承載能力以便運輸更多的人員和物料，但是剪叉式結(jié)構(gòu)收回時體積較大而且穩(wěn)定性較差，因此平臺的起升高度較低，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小，剪叉式高空作業(yè)平臺動力源是外部電源，本身沒有發(fā)動機，這也限制了它的使用范圍。車載式高空作業(yè)平臺是由升降臺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力驅(qū)動升降，車輛本身具有行走功能，使得升降臺有更好的靈活性和機動性，能適應(yīng)區(qū)域范圍廣、流動性大的高空作業(yè)，提高了高空作業(yè)的工作效率。桅柱式高空作業(yè)平臺整體采用高強度鋁型材精制而成

自行式高空作業(yè)平臺具有自動行走的功能，移動方便、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)平臺自行履帶式高空作業(yè)平臺體積小，通過性能強，具有爬坡及爬樓梯能力，能適應(yīng)多種場地環(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)備的最大特點在于其支腿結(jié)構(gòu)的設(shè)計多采用蜘蛛型支腿，這樣不但使整
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH211.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2579627