發(fā)布時(shí)間：2017-09-05 07:35

  本文關(guān)鍵詞：汽車起重機(jī)伸縮臂結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

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【摘要】：隨著國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展，操作便捷靈活的汽車起重機(jī)在整個(gè)工程領(lǐng)域中所占比重不斷上升。由于行業(yè)內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)激烈和施工現(xiàn)場(chǎng)不確定因素的增多，導(dǎo)致需求者對(duì)汽車起重機(jī)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(jī)的主要受力構(gòu)件，其強(qiáng)度和剛度的強(qiáng)弱必然會(huì)對(duì)整機(jī)的性能造成一定的影響。所以對(duì)起重機(jī)伸縮臂的強(qiáng)度和剛度分析以及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究具有現(xiàn)實(shí)意義。 本文以QAY50汽車起重機(jī)伸縮臂為研究對(duì)象，首先結(jié)合起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范和相關(guān)力學(xué)知識(shí)對(duì)伸縮臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的力學(xué)分析。其次，根據(jù)實(shí)際工程作業(yè)要求，對(duì)起重機(jī)實(shí)際工況進(jìn)行分析，選擇三種典型工況來進(jìn)行分析研究。在此基礎(chǔ)上，采用強(qiáng)大的有限元分析軟件ANSYS對(duì)整個(gè)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(xué)分析、模態(tài)分析以及優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過對(duì)伸縮臂的靜力學(xué)分析計(jì)算，獲得了結(jié)構(gòu)整體變形云圖和應(yīng)力云圖，指出了最大變形和最大應(yīng)力的發(fā)生位置，驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)的安全性和優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性；通過對(duì)伸縮臂結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析，得到了三種工況下吊臂結(jié)構(gòu)的前六階固有頻率和相應(yīng)的振型，了解載荷在不同頻率對(duì)吊臂動(dòng)態(tài)剛度的影響程度，，以便清楚地發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)存在的缺陷以及需要加強(qiáng)的部位。 最后，利用ANSYS中的優(yōu)化模塊，對(duì)伸縮臂進(jìn)行參數(shù)化建模，選取伸縮臂的截面尺寸和厚度為設(shè)計(jì)變量，許用應(yīng)力和最大撓度為約束條件，同時(shí)選取伸縮臂的體積為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)伸縮臂進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果表明，優(yōu)化后的結(jié)果達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，既保證了伸縮臂結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，質(zhì)量也有大幅度的減輕，結(jié)構(gòu)更加合理，整機(jī)性能明顯提升。 本文對(duì)伸縮臂的有限元分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究為同類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和工程實(shí)際問題的解決提供了重要的理論依據(jù)和參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：起重機(jī)伸縮臂 有限元靜力學(xué)分析 模態(tài)分析 參數(shù)化 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：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(jī)的發(fā)展概況11-14
• 1.2.1 國外汽車起重機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)汽車起重機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀12
• 1.2.3 汽車起重機(jī)發(fā)展動(dòng)向12-13
• 1.2.4 汽車起重機(jī)吊臂有限元分析的發(fā)展?fàn)顩r13-14
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 第二章 汽車起重機(jī)吊臂的結(jié)構(gòu)分析與研究16-31
• 2.1 汽車起重機(jī)吊臂的結(jié)構(gòu)及原理16-19
• 2.2 汽車起重機(jī)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(xué)分析21-27
• 2.2.3 結(jié)構(gòu)剛度計(jì)算27-30
• 2.2.4 構(gòu)件結(jié)構(gòu)的許用應(yīng)力30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 伸縮臂有限元靜力學(xué)分析31-46
• 3.1 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析概述31
• 3.2 伸縮臂結(jié)構(gòu)的有限元分析31-45
• 3.2.1 工況分析與力學(xué)計(jì)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(jié)果與分析41-45
• 3.3 本章小結(jié)45-46
• 第四章 伸縮臂結(jié)構(gòu)模態(tài)分析46-56
• 4.1 伸縮臂結(jié)構(gòu)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(chǔ)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(jié)果49-55
• 4.2 本章小結(jié)55-56
• 第五章 汽車起重機(jī)伸縮臂的結(jié)構(gòu)優(yōu)化56-68
• 5.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)概論56-57
• 5.2 ANSYS 優(yōu)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介57-58
• 5.3 ANSYS 優(yōu)化設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)變量的選取59-60
• 5.4.2 狀態(tài)變量的確定60
• 5.4.3 目標(biāo)函數(shù)的確定60-62
• 5.5 伸縮臂優(yōu)化設(shè)計(jì)及結(jié)果分析62-67
• 5.6 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論與展望68-70
• 結(jié)論68-69
• 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 附錄73-78
• 致謝78

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

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6 紀(jì)愛敏;羅衍領(lǐng);;起重機(jī)伸縮吊臂截面優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];建筑機(jī)械化;2006年03期

7 紀(jì)愛敏,張培強(qiáng),彭鐸,羅衍領(lǐng);起重機(jī)伸縮吊臂局部穩(wěn)定性的有限元分析[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2004年06期

8 沈法鵬;王健;;汽車起重機(jī)副臂結(jié)構(gòu)的有限元分析[J];山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年05期

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

本文編號(hào)：796674