, 其次,詳細(xì)介紹了該車各部分的結(jié)構(gòu)形式及其工作原理,對部分主要金屬結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了理論分析,包括工作臂的強(qiáng)度和剛度分析、同步伸縮機(jī)構(gòu)的受力分析以及各支腿支反力的計算。然后,利用ansys軟件的apdl語言建立整機(jī)的參數(shù)化三維有限元模型,對后方作業(yè)時的兩種危險工況進(jìn)行靜力分析,獲得了所有零部件的應(yīng)力分布及變形等詳細(xì)結(jié)果,從結(jié)果中提取工作臂強(qiáng)度和剛度分析結(jié)果、同步伸縮機(jī)構(gòu)的受力結(jié)果以及各支腿支反力結(jié)果,與理論解析計算結(jié)果對比,驗證了有限元模擬的準(zhǔn)確性。后,對整機(jī)模型進(jìn)行模態(tài)分析,確定了結(jié)構(gòu)的固有頻率,對上車模型進(jìn)行屈曲分析,得到了結(jié)構(gòu)的***屈曲載荷,驗證了結(jié)構(gòu)滿足穩(wěn)定性要求。本文的分析結(jié)果已用于實際生產(chǎn),指導(dǎo)了該產(chǎn)品的設(shè)計,縮短了其設(shè)計周期,降低了其開發(fā)成本,同時為同類型產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計, 本文針對簡單的六邊形截面形狀伸縮臂,基于疊加原理提出了整體彎曲應(yīng)力疊加局部彎曲應(yīng)力的伸縮臂接觸區(qū)應(yīng)力解析計算數(shù)學(xué)模型。該模型首先計算在額定載荷作用下臂體整體彎曲應(yīng)力,然后將接觸區(qū)的臂體分離出來,建立局部分析模型求解局部彎曲應(yīng)力,后將這兩項應(yīng)力疊加得到接觸區(qū)的總應(yīng)力。在局部應(yīng)力分析模型中,提出了臂體間接觸載荷沿滑塊邊部狹窄區(qū)域分布的假設(shè),該假設(shè)較傳統(tǒng)的臂體間接觸載荷沿滑塊整個表面均勻分布的假設(shè)更符合實際情況。針對較復(fù)雜的八邊形截面形狀伸縮臂,建立了參數(shù)化有限元模型。采用面面接觸單元來模擬伸縮臂臂體與滑塊之間的接觸關(guān)系,選擇危險工況對伸縮臂進(jìn)行了有限元靜力結(jié)構(gòu)分析,通過與實驗樣機(jī)的應(yīng)力測試結(jié)果進(jìn)行比較,驗證了有限元分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。為提高伸縮臂整體模型計算效率,同時保證臂體接觸區(qū)域應(yīng)力計算精度,本文開發(fā)了平衡力系邊界條件子模型方法:將從整機(jī)粗網(wǎng)格模型分析結(jié)果提取的平衡力系邊界條件施加到準(zhǔn)確構(gòu)建的子模型來準(zhǔn)確求解局部結(jié)構(gòu)應(yīng)力。當(dāng)由于整體模型簡化,使得局部幾何模型的剛度與真實結(jié)構(gòu)剛度有顯著差異時,該方法解決了應(yīng)用傳統(tǒng)子模型方法將從整機(jī)模擬結(jié)果得到的位移插值邊界條件直接施加到重新構(gòu)建的準(zhǔn)確子模型的邊界來求解導(dǎo)致子模型邊界應(yīng)力與整機(jī)模型中的應(yīng)力相差甚遠(yuǎn)的問題。該方法也為大型機(jī)械的局部結(jié)構(gòu)分析提供了一種有效的分析方法。應(yīng)用新開發(fā)的子模型方法,分析了滑塊幾何參數(shù)對八邊形截面伸縮臂臂體間接觸區(qū)域應(yīng)力影響規(guī)律,為滑塊尺寸優(yōu)化設(shè)計提供了理論依據(jù),使其能夠充分降低接觸區(qū)域應(yīng)力。后對某八邊形截面伸縮臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計,以伸縮臂截面幾何形狀參數(shù)以及相鄰臂體搭接長度參數(shù)為設(shè)計變量,以伸縮臂結(jié)構(gòu)的***等效應(yīng)力為強(qiáng)度約束條件,變幅平面***靜位移和回轉(zhuǎn)平面***靜位移為剛度約束條件,以薄壁件的局部屈曲為結(jié)構(gòu)失穩(wěn)約束條件,實現(xiàn)了臂體輕量化設(shè)計。新子模型法的運(yùn)用使結(jié)構(gòu)優(yōu)化效率顯著提高,優(yōu)化后臂體結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度、剛度設(shè)計要求,與傳統(tǒng)設(shè)計相比減重量達(dá)17.8%,優(yōu)化后伸縮臂結(jié)構(gòu)已經(jīng)應(yīng)用于新產(chǎn)品。, 隨著當(dāng)今建筑業(yè)的飛速的發(fā)展，城市化進(jìn)程的日新月異,高空作業(yè)平臺開始被中國建筑工人所認(rèn)識,并開始廣泛的應(yīng)用在電力、路燈、攝影、市政、園林、通信、機(jī)場、造船、交通、廣告等高空施工的領(lǐng)域,高空作業(yè)平臺有著廣闊的發(fā)展前景。目前,無腳手架施工的高空設(shè)備大量使用不僅可以提高施工效率、施工速度,還降低了工人們勞動的強(qiáng)度,極大地保障了高空施工人員的性。作為建筑機(jī)械行業(yè)的新型基礎(chǔ)性設(shè)施設(shè)備,自行式高空作業(yè)平臺的結(jié)構(gòu)形式和特性越來越受到人們的重視，自行式高空作業(yè)平臺到底嗎?, 隨著城市化進(jìn)程的加快,城市電力、建筑、裝飾物等各種養(yǎng)護(hù)作業(yè)已經(jīng)提到工作日程上來,造船業(yè)、城市林業(yè)、建筑業(yè)等各行業(yè)對高空作業(yè)裝備的需求越來越大、要求也越來越高。高空作業(yè)平臺作為一種系列化的工程機(jī)械設(shè)備,廣泛應(yīng)用于船舶、建筑、市政建設(shè)、消防、港口貨運(yùn)等行業(yè)。本文針對某企業(yè)的gtzz21型高空作業(yè)平臺,應(yīng)用cad建模技術(shù)、有限元分析技術(shù)和虛擬樣機(jī)技術(shù),對平臺工作機(jī)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)化建模與優(yōu)化設(shè)計,提出了一些得到企業(yè)認(rèn)可的結(jié)構(gòu)改進(jìn)建議。本文研究的主要內(nèi)容如下： (1)依據(jù)虛擬樣機(jī)的現(xiàn)代設(shè)計理念與技術(shù)路線,建立起高空作業(yè)平臺工作機(jī)構(gòu)的動力學(xué)分析模型； (2)利用有限元分析軟件ansys對伸縮臂進(jìn)行有限元分析；有限元分析方法與優(yōu)化方法相結(jié)合,完成結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計任務(wù)； (3)設(shè)計實驗方案,采集物理樣機(jī)的基本動力學(xué)數(shù)據(jù),以驗證高空作業(yè)平臺工作機(jī)構(gòu)的動力學(xué)模型的正確性和合理性； (4)以不同的目標(biāo)函數(shù)建立變幅油缸鉸點的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型； (5)改變結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行工作機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計,通過對動力學(xué)仿真軟件adams輸出的性能指標(biāo)以及有限元分析的結(jié)果進(jìn)行比較,從中找出對于在滿足起升力矩的情況下變幅油缸受力小和伸縮臂的危險截面受力小的結(jié)構(gòu)參數(shù)***組合,得出終的優(yōu)化結(jié)