不同主弦杆壁厚起重机臂架的优化设计

选取起重机臂架的腹杆壁厚和各节臂架的主弦杆壁厚为设计变量,以最小重量为优化目标,考虑刚度和稳定性等约束条件,建立优化数学模型.对采用高强度钢管研制的某海洋钻井平台起重机臂架进行优化设计,获得了最轻自重起重机臂架的最佳设计方案.     

登高消防车臂架的有限元分析与优化研究

针对传统力学方法校核登高消防车臂架的强度和刚度计算繁琐且精度低、臂架设计过厚、登高消防车上装系统笨重、在使用过程中容易出现倾翻等问题,对臂架的静动态特性和臂架的截面参数化优化进行了研究,提出了将有限元法应用到臂架的静力学分析和模态分析中,快速精确地计算臂架在两种极限恶劣工况下的强度和臂架的前4阶固有频率及其对应的振型;将参数化有限元法与多约束非线性二次规划法有机结合应用到臂架的截面参数化优化中,让优化迭代算法融入有限元分析的全过程,快速搜索全局的最优解。研究结果表明,臂架截面参数化优化后最大等效应力减少了7.3 MPa,臂架体积减少了16.5%,实现了臂架的轻量化。     

基于Ansys Workbench的平头塔式起重机臂架结构优化分析

由于臂架是平头塔式起重机质量占比较大的结构,对整机的性能影响至关重要,故对臂架结构进行优化设计可大大提高整机的工作性能。为此,文中采用许用应力法完成对平头塔式起重机臂架结构的初步设计计算,并对整机工作环境进行分析,了解起重臂架的工况,并使用AnsysWorkbench软件对臂架进行静力学分析,以通过求解得到的应力云图和形变云图验证臂架结构设计计算的强度和刚度。另外,对起重臂架进行模态分析,获取结构自身前六阶的固有频率和振型,为结的故障诊断和预警提供了可靠的理论依据。在保证结构强度和刚度的前提下,通过对起重臂架各弦杆截面进行优化,从而降低臂架自重,提升材料的利用率,为起重臂架的轻量化设计提供参考思路。     

HG35A-4Z型布料机臂架拓扑优化设计研究

为了实现混凝土布料机臂架结构的合理分布,以布料机臂架水平工况为研究对象,建立臂架结构三维模型,导入HyperMesh中进行模型前处理,运行OptiStruct求解器对前处理的臂架模型进行结构优化。基于优化结果和设计要求调整臂架结构,对改进后的臂架进行模型重建。用有限元法对优化的臂架进行静态强度和刚度校核,并对优化后的臂架进行试验验证。比较优化前后的臂架数据,结果表明优化后的臂架强度、刚度均满足工况需求,同时臂架主体结构重量减少了18.01kg,降低了臂架在工作过程中的负载,使布料机臂架的制造更加经济。     

混凝土搅拌车搅拌叶片结构优化设计

应用有限元法和零阶分析法,按照高刚度、轻质量的原则,选取叶片厚度作为设计变量,建立了以应力为性能约束,以质量最小为优化目标函数的优化模型,进行了基于零阶方法的叶片结构动态优化设计,得出切合实际的优化设计方案.结果证明此种优化设计方法直观、合理.     

大型组合臂架桁架式加强结构的设计与研究

为了解决大型组合臂架的侧向刚度不足问题,设计出一种组合臂架的桁架式加强结构.依据GB/T3811-2008进行计算,该加强结构克服了大型组合主臂架侧向刚度不足的问题.为了定量化表达该加强结构的作用效果,运用有限元计算软件SAP2000对环轨起重机的臂架结构进行了3种典型工况的计算.经计算分析,该加强结构可显著提高组合臂架刚度,为大型组合臂架的研制提供参考.     

起重机伸缩臂最优截面形式的研究

利用ANSYS有限元分析软件的APDL语言进行二次开发,完成臂架参数化建模,分析不同截面参数的变化对臂架刚度、强度及稳定性的影响程度,确定了影响臂架结构整体性能的主要因素和相对次要因素,并对其截面尺寸进行优化．分别以臂架的刚度、强度及稳定性作为性能指标,对伸缩臂结构模型进行性能参数优化,得出不同条件下的最优截面形式．     

基于ANSYS的泵车臂架结构的优化设计与试验

采用有限元方法并且结合试验验证,对泵车臂架结构进行静力学分析。首次采用拓扑优化的方法,对臂架结构进行了优化设计,得到了优化后的新型臂架结构,实现了减重,同时增加了结构的强度与刚度。     

基于王莲叶脉分布的塔式起重机臂架结构仿生设计

为了使塔式起重机自身重量更轻,更易于安装和运输,以此降低生产和运行成本,引入了结构仿生设计思想。以QTZ40塔式起重机臂架结构为研究对象,利用结构仿生设计方法对塔式起重机臂架结构进行了仿生优化设计。经研究、分析发现王莲叶脉的构型符合黄金分割定律,依据相似性评价标准,确定王莲为臂架仿生原型,结合臂架拓扑优化结果和王莲构型规律,确定了臂架的仿生优化设计方案。利用APDL语言建立了臂架的有限元模型,接着利用ANSYS软件对臂架原结构和仿生结构分别进行静力学分析计算,结果显示,仿生模型较原模型减重11.41%,并且在强度、刚度等方面均取得了较好的优化效果。     

履带起重机臂架后倾动力学仿真

履带起重机在突然卸载时臂架后倾是整机稳定性和防后倾机构设计要考虑的工况.应用ADAMS软件对臂架及整机在履带起重机在突然卸载时臂架后倾工况时的动力过程进行仿真,并对防后倾机构的刚度和阻尼进行参数优化,以达到减轻臂架振动、提高整机防后倾稳定性的目的.     

某型混凝土泵车臂架系统的平顺性分析

为了分析臂架系统运动过程的平顺性,采用基于MWorks平台的Modelica多领域建模仿真技术实现了对某型混凝土泵车臂架系统的分析与改进.首先,搭建某型混凝土泵车的臂架系统的机械刚柔耦合模型、液压模型等多领域模型;为了研究臂架平顺性影响因素,仿真分析了臂架系统中各节臂架联动工况下刚度、液压系统阻尼等;最后,根据仿真结果提出了优化改进策略.实验提出无需制造物理样机用于实体实验的方法,为企业改进某型混凝土泵车臂架系统提供了高效的研发途径,可缩短研发周期,降低研发成本,为产品的改进提供了理论依据和技术支持.     

混凝土泵车臂架系统优化设计及试验

混凝土泵车工作时臂架末端振动较大,严重影响操作稳定性和安全性,因此针对混凝土泵车臂架结构的优化设计研究很有必要。以某型号混凝土泵车为研究对象,联合MATLAB软件和HyperWorks软件进行整车输送管激励载荷求解和施加,通过瞬态动响应仿真分析得到臂架末端振动。在原始模型上对臂架板厚和刚度进行修改,最终确定减振效果最明显的优化方案。通过实车打水试验对优化后的臂架减振效果进行检验,验证了该技术手段的可靠性,为混凝土泵车进一步减振研究和稳定性分析提供了方法。     

基于代理模型的破拆机器人臂架结构优化设计

臂架结构是破拆机器人重要的工作装置,为提高破拆机器人臂架结构的性能,综合考虑整个臂架结构的静态特性以及动态特性指标,对其进行多目标优化。首先,确定了臂架结构最危险的工作姿态,并对其进行了静力学分析、模态分析以及谐响应分析;其次,建立了臂架结构总质量、最大等效应力、最大变形及臂架端部Y向最大频率-位移响应的代理模型;最后,使用NSGA-Ⅱ算法对建立的代理模型进行了多目标优化。优化结果表明,在臂架结构总质量不变的情况下,臂架结构的静强度、静刚度及动刚度均得到了改善,破拆机器人臂架结构的综合性能得到了提高。     

基于Ansys的折臂式塔式起重机臂架参数化建模和分析

针对目前部分折臂式塔式起重机臂架结构轻量化的问题,基于APDL语言,以折臂式塔式起重机臂架结构为分析对象,囊括参数化建模部分和优化设计部分,针对满载小车位于臂架端部最危险位置时的工况进行有限元计算模拟,旨在满足桁架强度、刚度、稳定性的基础上,利用Ansys的优化功能减轻桁架质量。经过分析,优化结果较原设计方案臂架质量减轻了14.89%,优化效果良好,大大提高了设计的质量和效率,为折臂式塔式起重机臂架金属结构或类似结构轻量化设计提供了参考。     

发动机罩的结构轻量化设计

应用拓扑和形貌联合优化,以及基于DOE灵敏度分析的尺寸优化对发动机罩进行轻量化设计。分析了原发动机罩主要承载状态的刚度和一阶约束模态。两种优化设计方法均以体积最小为目标,弯曲刚度、扭转刚度、侧向刚度和一阶约束模态频率为约束条件。根据优化设计结果,给出了两种轻量化方案。对比优化前后的结构性能,从刚度和一阶约束模态频率角度验证轻量化方案的可行性。CAE分析结果表明,两种方法均可以达到降低发动机罩质量且满足结构性能要求的目的,而且,对此发动机罩尺寸优化的轻量化效果更好。     

同轴双输出行星齿轮减速器结构优化设计

同轴双输出行星齿轮减速器因具有独特的结构型式而成为研究重点之一,由于其需满足外廓尺寸和质量等使用要求仍存在较大的设计困难。应用ANSYS软件的APDL语言,编写集参数化造型、网格划分、边界条件处理、优化分析于一体的命令流程序。在满足强度、刚度的前提下,采用零阶优化方法对行星架和壳体零件进行优化设计,减小行星架和壳体的体积。     

混凝土泵车固有频率优化的设计方法

使用 MSC/NASTRAN 软件对混凝土泵车的有限元模型进行灵敏度分析和动态优化.通过灵敏度分析找出了一阶频率对设计参数的灵敏度与质量对设计参数的灵敏度的比值较大的设计参数.选择这些结构参数为设计变量,以一阶频率为性能约束,进行了旨在提高一阶固有频率的优化设计,提高了泵车的一阶固有频率,使一阶固有频率避开油缸冲击载荷的频率,从而减小泵车臂架系统的振动幅度.     

基于刚柔混合模型泵车臂架谐响应振动的研究

主要研究了混凝土泵车输送管在周期性载荷作用下造成泵车臂架系统的谐响应振动问题.采用刚-柔耦合模型理论对某型号的泵车臂架系统创建虚拟样机模型,首先在Ansys中生成模态中性文件,然后将该文件导入ADAMS软件生成刚-柔耦合虚拟模型并进行谐响应动力学仿真分析.仿真分析结果表明臂架系统的1阶模态振动频率为0.71Hz,在X和Y方向上,1阶模态的位移频率响应幅值最大;臂架系统的2阶模态振动频率为0.89 Hz.臂架系统的2阶模态Z方向的振动位移和加速度同时达到最大.     

基于ANSYS的主轴箱优化设计

以数控加工中心主轴箱为研究对象,利用SolidWorks建立三维模型,并用ANSYS分析主轴箱在最恶劣工况下的受力情况。对主轴箱进行模态分析,提取了前四阶固有频率及振型图。根据静动态特性分析结果,结合主轴箱几个关键尺寸对结构静刚度和重量的影响,进行了优化。对优化后的主轴箱进行了静动态特性有限元分析,主轴箱重量减少了39.8 kg,变形和应力也得到了降低,前四阶固有频率大幅提高。优化后的主轴箱静动态特性都得到了显著提高。     

基于ANSYS的塔机变截面臂架的优化设计

在塔机臂架设计中,为了充分发挥材料的性能,根据臂架结构各部分的受力情况,合理选择不同杆件的截面尺寸来减轻臂架自重.以往对塔机臂架的优化设计主要是针对等截面的臂架,有关变截面臂架的研究甚少.文中针对QTZ5010塔式起重机,利用有限元分析软件ANSYS对小车变幅塔式起重机的变截面（相邻两臂架节之间具有一定高度差）臂架进行优化分析,在满足强度、刚度、稳定性的条件下可使臂架的质量最轻.