QY80型汽车起重机吊臂有限元分析与模糊优化设计

发布时间：2021-05-15 16:19

　　汽车起重机以较大的作业范围、良好的机动性和较好的稳定性等优点,被广泛的应用于市政、工厂、港口、建筑工地、仓库、车站、矿山、电站等多个领域。国内和“一带一路”大型基础建设的快速发展,需要我国汽车起重机技术相应的迅速提高安全性、起重能力、机动性、稳定性等性能及自动化程度。吊臂作为汽车起重机中负责起吊和搬运的主要工作部位,承受着起重机的各种外载荷,且耗钢量大,其结构设计的优劣,将直接影响到汽车起重机的整机性能和生产成本。本文以QY80型汽车起重机的吊臂作为研究对象,进行工作性能的研究和模糊优化设计,具体研究流程包括:首先,在深入调研的基础上,分析汽车起重机领域的研究现状和发展趋势,从而确定了论文的研究内容、步骤和方法。介绍了吊臂的结构、横截面形状特点以及伸缩工作原理,对其进行了载荷以及受力分析,理论推导出吊臂在作业过程中的受力计算公式。其次,在SolidWorks中对吊臂进行三维建模,应用ANSYS workbench协同仿真平台,对其在全伸臂工况下进行有限元静力学分析,得出吊臂的刚度和强度。为了验证模型建立、处理的准确性和有限元分析方法的可行性,对吊臂进行了强度试验研究。最后,通过屈曲和模... 

【文章来源】：南华大学湖南省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 本文研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 汽车起重机的发展概况和发展趋势
        1.2.1 国外发展概况
        1.2.2 国内发展概况
        1.2.3 国内外汽车起重机的发展趋势
        1.2.4 汽车起重机吊臂有限元分析的发展状况
    1.3 本论文主要研究内容
第2章 汽车起重机吊臂的结构和受力分析
    2.1 汽车起重机吊臂结构简介
    2.2 吊臂截面形状的选取
    2.3 吊臂的伸缩方式
    2.4 汽车起重机吊臂载荷分析
        2.4.1 吊臂载荷分析
        2.4.2 吊臂在变幅和回转平面内的受力分析
    2.5 本章小结
第3章 汽车起重机吊臂的静力学分析与实验研究
    3.1 有限元方法的理论
        3.1.1 有限单元法的应用
        3.1.2 有限单元法的分析过程
    3.2 有限元软件简介
    3.3 吊臂实体结构的简化及三维建模
        3.3.1 吊臂实体结构的简化
        3.3.2 吊臂实体结构的三维建模
    3.4 吊臂的有限元前处理
        3.4.1 吊臂工况的确定
        3.4.2 材料属性定义
        3.4.3 网格划分
        3.4.4 接触处理
        3.4.5 约束处理与载荷的施加
    3.5 计算结果的处理与分析
        3.5.1 刚度分析
        3.5.2 强度理论的选择和强度分析
    3.6 有限元分析结论及改进建议
    3.7 实验研究
        3.7.1 试验的目的和方法
        3.7.2 实验器材
        3.7.3 试验过程
        3.7.4 实验数据的采集和处理
    3.8 试验结果与有限元分析结果的分析比较
    3.9 本章小结
第4章 吊臂结构整体稳定性分析
    4.1 吊臂的屈曲分析
        4.1.1 屈曲分析的基本原理
        4.1.2 吊臂屈曲分析的理论解
        4.1.3 有限元法线性屈曲分析
    4.2 吊臂的模态分析
        4.2.1 模态分析基本理论
        4.2.2 模态的有限元求解方法
        4.2.3 吊臂模态分析结果
    4.3 本章小结
第5章 吊臂的模糊优化设计
    5.1 优化设计的基本思想
    5.2 优化设计方法的选择
    5.3 吊臂模糊优化数学模型的构建
        5.3.1 设计变量
        5.3.2 目标函数
        5.3.3 约束条件
    5.4 模糊约束的隶属函数
    5.5 模型的求解
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者攻读硕士学位期间的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ANSYS Workbench的QY80型汽车起重机吊臂有限元分析[J]. 程远禄,王剑彬,张成亮.  机械研究与应用. 2018(06)
[2]简述国内外汽车起重机的发展趋势[J]. 王文军.  科技与企业. 2014(01)
[3]160t类椭圆起重机吊臂的拓扑优化研究[J]. 顾彬,张仲鹏,申士林,王悦.  机械设计与制造. 2014(01)
[4]从方正到圆滑 轮式起重机伸缩臂架的演变[J]. 董萌.  工程机械与维修. 2013(08)
[5]基于三次NURBS曲线的伸缩吊臂局部稳定性研究[J]. 黄鑫磊,纪爱敏,殷旭,孙鹏飞.  机电工程. 2013(06)
[6]一种新型起重机吊臂的轻量化设计与研究[J]. 申士林,张仲鹏,陈荣,顾彬.  机械设计与制造. 2012(06)
[7]汽车起重机发展趋势浅析[J]. 王庆远,唐红美.  工程机械文摘. 2012(02)
[8]铁路起重机箱型伸缩臂设计的多目标模糊优化模型[J]. 杨帆,于兰峰,里超,曹晔,钱佳敏.  中国铁道科学. 2011(05)
[9]某型汽车起重机吊臂的有限元分析及试验验证[J]. 韦仕富,王三民,郑钰琪,李攀.  机械设计. 2011(06)
[10]浅析机械系统的多目标模糊优化设计理论[J]. 李小静.  黑龙江科技信息. 2011(16)

博士论文
[1]工程机械伸缩臂强度理论研究及结构优化[D]. 崔哲.燕山大学 2017

硕士论文
[1]汽车起重机伸缩臂可靠性设计研究[D]. 潘德国.大连理工大学 2017
[2]大吨位全地面起重机主臂有限元分析及臂体截面优化[D]. 戴玉坤.燕山大学 2017
[3]QY20型汽车起重机伸缩臂结构分析与优化设计[D]. 孔祥平.河北工程大学 2016
[4]QY20型汽车起重机吊臂有限元分析及优化设计[D]. 陈亮.山东大学 2016
[5]起重机伸缩臂综合性能及其多目标优化设计研究[D]. 陈晨.湖南大学 2013
[6]起重机起吊臂振动模态的有限元分析[D]. 白应光.西北农林科技大学 2013
[7]越野轮胎起重机吊臂结构特性分析及优化[D]. 周建超.湘潭大学 2010
[8]基于ANSYS的随车起重机吊臂结构的优化原理与方法研究[D]. 孙川.武汉理工大学 2010
[9]基于ANSYS平台结构模糊优化分析方法研究[D]. 赵取.重庆大学 2007
[10]结构多目标模糊优化设计[D]. 欧伟.重庆大学 2006



本文编号：3187953