现代伸缩臂截面及尺寸优化研究
[Abstract]:Truck crane is widely used in various engineering fields because of its compact structure, convenient movement, strong flexibility, strong adaptability to working conditions and site. The telescopic arm of truck crane is an important part in the whole machine. It is mainly subjected to two-way compression and bending load, and the force is very complicated. Its cross-section form and quality directly determine the performance of the whole machine. While the structural strength, stiffness and stability conditions of the telescopic arm are satisfied, it is of great significance to improve the performance of the whole machine by studying its cross-section form and reducing its weight. With the improvement of design level and the use of new materials, truck cranes are developing in the direction of large tonnage and height, which makes the weight of telescopic boom increase. In order to reduce the self-weight of the telescopic arm and give full play to the material properties, many cross-section forms have been adopted, including the new elliptical truncated form. Due to the adoption of circular subarc grooves and oblique web the bending resistance of the telescopic arm structure is greatly increased the force is more reasonable and the weight of the whole machine is lighter. Moreover, the critical buckling load of the web plate of this kind of cross section telescopic arm structure is improved significantly, but there is a new local stability problem for the circular subarc grooved plate. The core of this paper is to study a new method for calculating the local stability of a telescopic arm with elliptic section. The eigenvalue finite element method is used to modify the analytical method for calculating the buckling of cylindrical shells, and it is used in the optimization of the structure size of the telescopic arm. In this paper, hexagonal, octagonal and new elliptical section telescopic arms are studied. The mechanical models of the variable amplitude plane and the rotary plane are established by considering the nonlinear bending of the telescopic arm structure. The mechanical constraints are obtained. Taking the weight of the telescopic arm as the objective function, the section size as the design variable, and considering the influence of the socket length on the local stability, the genetic algorithm with good searching performance, high adaptability and fast convergence is adopted. The optimization program is compiled by using the real value coding method of the Matlab software, and the visual software for the optimization of the performance and dimension of the telescopic arm based on the Matlab language is completed. In this paper, the whole performance parameters of QY70 truck crane are applied to the optimization of three kinds of cross section telescopic boom, and the best individual in each iteration is outputted. The weight of hexagon, octagonal and new elliptical section is decreased by 7.7and 9.2g / 15.1, respectively, which verifies the feasibility of the program and achieves the optimization effect. This paper has certain guiding significance to the design of telescopic arm in practical engineering.
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH213.6
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