【摘 要】
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近十年来,随着中国经济的不断发展,在基础设施建设,如风电吊装、市政工程、交通工程等需求带动下,我国汽车起重机获得了高速发展,已经成为工程建设中广泛应用的起重设备,获得了越来越多的关注。伸缩臂作为承受载荷的最重要的核心部件,其刚度、强度和稳定性决定了起重机的起重性能。目前,汽车起重机体积大、重量重已经阻碍了起重机的发展,因此汽车起重机轻量化技术已经成为当前汽车起重机行业的发展趋势。本文以55t汽车起
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近十年来,随着中国经济的不断发展,在基础设施建设,如风电吊装、市政工程、交通工程等需求带动下,我国汽车起重机获得了高速发展,已经成为工程建设中广泛应用的起重设备,获得了越来越多的关注。伸缩臂作为承受载荷的最重要的核心部件,其刚度、强度和稳定性决定了起重机的起重性能。目前,汽车起重机体积大、重量重已经阻碍了起重机的发展,因此汽车起重机轻量化技术已经成为当前汽车起重机行业的发展趋势。本文以55t汽车起重机伸缩臂为例,对伸缩臂轻量化技术进行探究,本文主要研究内容如下:（1）对55t汽车起重机伸缩臂的结构进行载荷类型分析、受力分析。利用APDL对伸缩臂的有限元模型参数化,实现伸缩臂可在任意工况下装配。并对伸缩臂典型工况进行力学性能计算和仿真分析,验证参数化的有限元模型可行性。（2）研究滑块材料、几何尺寸参数及布置对伸缩臂局部应力的影响。在四种工况下建立两节伸缩臂模型,研究滑块弹性模量、长度、厚度、宽度、布置方式等方面对伸缩臂局部应力和位移的影响,改进滑块参数,降低每节伸缩臂的最大应力,提高伸缩臂轻量化空间。（3）利用ANSYS对伸缩臂进行结构优化。采用一阶优化,以伸缩臂重量为目标函数,截面尺寸为设计变量,伸缩臂最大应力、最大位移、屈曲特征值及伸缩臂之间的间隙为约束条件对伸缩臂进行轻量化研究,并对优化后的模型进行多个工况静力学分析、模态分析、屈曲特征值分析验证了优化后的模型满足设计要求。最终将伸缩臂模型减重了12.5%。（4）基于VB和APDL搭建伸缩臂有限元分析及优化平台,实现在VB与ANSYS之间传递数据。分析平台设置了软件登陆、新建文件、初始化设置、起重机类型和结构参数、有限元分析和截面优化等模块。通过对分析平台的开发,实现了可视化界面对伸缩臂进行有限元分析和截面优化,提高了伸缩臂设计研发的效率。
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