履带起重机臂架优化设计及参数化建模

发布时间：2020-03-19 06:31

【摘要】：起重机臂架是臂架式起重机中重要的承载部件,分析起重机臂架力学性能一直是起重机生产企业和用户关注的内容之一。臂架结构复杂,而且臂架不同臂长的组合多,因此用传统方法建立臂架三维模型耗时、费力而且效率低。针对上述问题,本文以YTQU160液压式履带起重机实际臂架结构为研究对象,根据结构力学模型简化理论,将臂架根部连接、臂架臂节之间连接、臂架顶部与拉杆连接、拉杆与机座连接进行铰接处理。在ANSYS软件中,用节点耦合的方式来模拟铰接连接,用Beam单元和Shell单元共用节点来模拟主弦杆和腹板之间的焊接。建模后,分别对不同臂长臂架进行了分析计算；然后,以体积最小为目标函数,强度、刚度等为约束条件,对臂架截面和杆件截面进行了优化；同时,采用VB语言对SolidWorks进行二次开发,完成了臂架的参数化建模；最后,通过数据接口读取ANSYS优化参数,在SolidWorks环境下实现了自动建模和装配。论文经过分析和计算,获得了臂架受最大应力值和最大应力点位置和臂架高度上主弦杆应力变化趋势图。通过改变命令流参数,对不同臂长臂架进行计算,对比了不同臂长主弦杆应力变化趋势。优化计算后,得到了合理的设计参数,优化结果实现了起重机臂架轻量化。最后,以YTQU160液压式履带起重机臂架系统为例,验证SolidWorks环境下臂节参数化建模和装配的可行性。
【图文】：

臂架结构,腹杆体系

空间结构呈现出中间臂节为等截面，两端(根部臂节、顶部臂节)为变截面的形式。各臂节之间通过销轴连接组合而成。通常在端部两弦杆之间焊接加强板，代替腹杆，起到局部加强的作用。履带式臂架起重机外观如图2.1所示[l’]。主弦杯—\腹杆\主弦一-直杆一一腹杆，一\、塑加强板一术赵)补(又冰(a)基本臂架下节伪)标准臂架主弦杆(。〕基本臂架上节图2.1臂架结构 Fig.2.lFrameofjib臂架杆系的组成有:主弦杆、腹杆、直杆和空间杆，其中受力最大且最为危险的为主弦杆，因此，对主弦杆的材料选用要求也很高，整个臂架结构一般不采用相同截面的主弦杆，大多情况下基本臂下节和基本臂上节的主弦杆与标准臂的相比，其承载能力要高一些。腹杆的布置形式有多种，常见的有三角形腹杆体系、斜腹杆式腹杆体系和K型腹杆体系，三角形腹杆体系(如图2.2a)，，多用于承受垂直载荷的金属载荷。三角形腹杆体系较轻

臂架,单元划分,根部,载荷

板采用Shen单元模拟，Shen单元划分也可以通过命令控制单元的大小，为了计算方便、准确合理，Shen单元尺寸与梁单元尺寸相协调就可以得到较好的结果。臂架根部的Shen单元网格划分如图2.6所示:{{{瓶加釜族找写写……仰仰夔夔夔 }}}}}图2.6臂架根部单元划分 Fig2.6Elementofthejib，sroot2.5载荷的确定与施加2.5.1计算工况分析作用在起重机上的载荷分为常规载荷、偶然载荷、特殊载荷及其它载荷等类别，只
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH213.7

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