汽車起重機結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、汽車起重機是將吊臺安裝在專用的載重汽車底盤上的一種便攜式起重機。具有機動靈活、零部件供應(yīng)方便、行駛速度高等優(yōu)點，使用范圍廣泛。汽車起重機的質(zhì)量主要集中在吊臂、轉(zhuǎn)臺和車架上，因此對其進(jìn)行輕量化研究，尤其是對吊臂、轉(zhuǎn)臺及車架的優(yōu)化研究就顯得格外重要。由于吊臂、轉(zhuǎn)臺和車架的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此對其進(jìn)行優(yōu)化研究十分困難。傳統(tǒng)的優(yōu)化方法主要是數(shù)值計算法和解析法，其過程繁瑣且計算精度難以保證。
　　針對上述問題，本文以某公司生產(chǎn)的100噸汽車起重機

2、作為研究對象，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法對吊臂、轉(zhuǎn)臺和車架分別進(jìn)行優(yōu)化，在保證其力學(xué)性能的前提下使汽車起重機的質(zhì)量減少，提高經(jīng)濟(jì)效益。首先，利用尺寸優(yōu)化方法對大型汽車起重機的吊臂進(jìn)行優(yōu)化。將MATLAB優(yōu)化函數(shù)結(jié)合序列二次規(guī)劃法應(yīng)用于吊臂的截面尺寸優(yōu)化，結(jié)果證明該方法安全可靠，大大縮短設(shè)計周期。其次，對汽車起重機的轉(zhuǎn)臺進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化。通過 Pro/E軟件進(jìn)行三維建模，利用 ANSYS Workbench拓?fù)鋬?yōu)化，根據(jù)結(jié)果減少一些不必要的材料分布。最

3、后，對汽車起重機的車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析并做出一定的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，對改進(jìn)后的車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析得到車架結(jié)構(gòu)前10階的固有頻率及振型，為以后車架的動態(tài)分析奠定一定基礎(chǔ)。
　　通過對汽車起重機結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與研究，在滿足其強度、剛度要求的條件下，使得吊臂質(zhì)量減少16.5％；轉(zhuǎn)臺質(zhì)量減少5%；車架質(zhì)量減少2%。吊臂、轉(zhuǎn)臺、車架均實現(xiàn)輕量化，汽車起重機的結(jié)構(gòu)更加合理，總質(zhì)量大大減少，達(dá)到了提高經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)約成本的目的。同時對汽車起重機的設(shè)計及改