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起重机伸缩臂结构优化设计及有限元分析

曾成奇  
【摘要】: 伸缩臂作为起重机的主要受力构件,其结构性能的好坏不仅影响作业的安全可靠性,还是决定整机质量与经济成本的重要因素。因此,快速有效的设计出自重最小的伸缩臂对于伸缩臂式起重机的发展有着至关重要的作用。 本文通过对伸缩臂结构分析,将其简化为两个优化模块(变幅机构三铰点位置优化和伸缩臂结构尺寸优化),采用了人工智能粒子群优化算法和功能强度的有限元优化工具,并利用Visual C++ 6.0进行编程,开发具有良好的交互界面和高度可视化的伸缩臂优化设计软。 1、粒子群优化算法 对伸缩臂变幅机构进行受力分析,得出变幅机构三铰点位置优化问题的目标函数和优化变量,根据粒子优化算法处理多目标优化问题的原则编写变幅机构三铰点位置优化子程序,不仅准确快捷、调用方便,且由于伸缩臂变幅机构受力原理基本相同,使程序具有较好的通用性。 2、有限元优化设计 利用功能强大的有限元分析软件ANSYS的参数化设计语言APDL编写参数化的伸缩臂有限元模型命令流文件,并通过ANSYS的优化功能模块完成对伸缩臂的尺寸优化。 3、开发伸缩臂辅助设计软件 以Visual C++6.0为开发工具,编写具有良好的交互性界面,伸缩臂种类繁多,功能齐全的起重机伸缩臂计算机辅助设计软件


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