近年来工程机械有了很大的发展,尤其是随着国家建筑行业的大力推进,混凝土泵车得到广泛应用。混凝土泵车是一种利用压力将预搅拌好的混凝土沿管道输送到一定高度和距离的建筑机械,具备连续性、高效率、高灵活性等特质,使得混凝土泵车在建筑行业的地位逐渐彰显出来,成为该领域不可或缺的工程机械。这种趋势下可以清楚地看到,国内涌现出大批的混凝土泵车生产商,他们的规模也在不断增加,使得国内混凝土泵车的普及率越来越高。底架总成作为混凝土泵车最重要的部件之一,主要用于施工时,将整车支起,承载着来自上车回转部分的垂直载荷和倾翻矩,其结构设计是否安全、合理关乎整车的安全性以及市场竞争力。同时,由于本文研究对象泵车底架总成采用的是弧形支腿结构形式,其作为建筑机械行业中的新型产品,对其安全性能和稳定性进行分析将直接影响产品的市场竞争力和用户使用成本。而且,因为基于对安全因素的考虑,国内泵车生产商对泵车底架总成的设计一向偏于保守,对底架总成进行优化设计,能够有效降低生产成本。因此对底架总成结构进行分析和优化设计势在必行。首先,本文介绍了泵车在国内外的发展情况,分析了底架总成的研究现状,同时阐明所研究课题的意义和主要内容,接着对本文所使用的开发工具和理论知识以及研究对象进行介绍。其次,利用Pro E提取底架总成各部件,运用网格划分工具Hype Mesh软件,选用合适的单元类型,对底架总成各部件结构进行简化并创建相应部件有限元模型。然后,运用APDL语言对各部件进行参数化组装,包括约束和载荷的施加以及接触对参数设定,建立完整的底架总成有限元模型。再次,对混凝土泵车的作业工况进行分析,运用ANSYS软件结合DOS批处理命令,完成臂架从0°到180°回转过程中底架总成各部件有限元多工况静力分析。并对计算结果进行后处理,了解底架总成在臂架回转过程中的变形和应力分布情况,指出各个部件的应力不均匀区域和结构危险位置,并得到各个部件危险工况,为后续结构改进和优化减重做准备。然后,根据底架总成有限元多工况静力计算结果制定应变测试实验方案,应用无线应变测试系统对本文研究对象进行测试。得到测试实验数据,并与计算结果进行对比分析,经过对比发现两者相对偏差较小,说明了底架总成有限元模型简化、约束和载荷施加的合理性以及计算结果的可靠性。最后,基于有限元计算结果的可靠性,以计算结果为主要依据,并且和厂家设计人员进行探讨,最终确定需要改进的结构和优化的板件。然后,使用ANSYS优化设计技术对可优化的板件实行尺寸优化,并确定局部结构修改方案。最后,对优化后的底架总成进行强度和刚度验证,说明底架总成的改进和优化减重方案的可行性。