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吊臂的四个优化设计可减轻重庆起重机负担

吊臂的四个优化设计可减轻起重机负担 吊臂是汽车起重机的重要组成部分。它承受着起重机的各种外载荷,一般占总机重量的20%,耗钢量大。重庆起重机 www.cqteqi.cn随着起重量的不断增大,其吊臂的重量也不断的增大。目前对于汽车起重机吊臂的有限元研究主要集中在起重机吊臂的优化设计。

一、确定优化设计变量。 减轻起重机吊臂的自重,对提高整机经济技术指标有重要的意义。由于各节臂的长度是根据使用要求或油缸行程等预先确定的,其轮廓尺寸在自身长度内保持不变,其加强板的位置应根据上、下盖板的危险截面的位置确定,因此选择最合理的轮廓尺寸及加强板尺寸是减轻自重的重要途径。因此,定义加强板的宽B、高H及厚T为设计变量。利用ANSYS 的建模功能,以原设计值为初始设计序列,建立吊臂的参数化模型。

二、目标函数。 目标函数是设计所追求指标的数学反映,它应能用来评价设计的优劣,同时必须是设计变量的可计算函数。在ANSYS优化设计中,只允许有一个目标函数,即单目标优化。如果有多个目标,则事先必须用加权等方法变为单目标优化问题。目标函数数值只能为正。为避免负值出现,可以在目标函数上加上一个足够大的正值。本优化以减少臂重为目标,因重量与体积成正比(假定密度是均匀的),那么减小总体积就相当于减小总重量。因此可以选择总体积为目标函数。

三、状态变量。 状态变量通常是控制设计的因变量数值,是设计变量的函数,在ANSYS中,这种函数关系不是显式的,对状态变量的约束构成了约束方程。ANSYS允许定义的状态变量不超过100个,实际选取时,应选取适度的状态变量的数目,以保证足够的约束设计。设计中,重庆起重机厂家为保证臂的强度和刚度,设定应力STRESSM 和位移DEFLM为状态变量,控制应力和位移的大小,即使臂满足强度和刚度要求 四、优化结果及分析。 以二节臂在中长臂工况下为例,采用ANSYS软件提供的一阶方法进行迭代优化计算,通过有限元分析得出二节臂的体积减小了,吊臂的重量也随之下降,而应力虽然在优化后增加了,但仍属于安全范围之内,强度得到了充分的发挥。


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