大噸位履帶式起重機的計算與優(yōu)化

履帶起重機是廣泛應用于國民經(jīng)濟各領域的一種起重設備。隨著我國經(jīng)濟建設的發(fā)展,對其需求量越來越大,對其性能及起重量的要求也越來越高。但是目前國內(nèi)履帶起重機的開發(fā)能力、產(chǎn)品規(guī)模和質(zhì)量都與國外有相當大的差距。本文的研究工作正是為了提高大噸位履帶起重機的設計水平,并且根據(jù)我國經(jīng)濟發(fā)展的實際需要,大規(guī)模生產(chǎn)高性能、高水平的履帶起重機而提出的。

本文根據(jù)大噸位履帶起重機的結(jié)構(gòu)和工作原理,對履帶起重機的上車結(jié)構(gòu)件作較為全面、系統(tǒng)而深入的研究,并結(jié)合各種先進計算方法,提出一些具有較強實用價值的設計及優(yōu)化方法。本文主要工作是以吉林大學機械科學及工程學院聯(lián)合開發(fā)的大型履帶起重機整機參數(shù)化設計及計算軟件為背景,針對國內(nèi)大型履帶起重機設計中急需解決的上車構(gòu)件鉸點位置及長度的確定依據(jù)和臂架截面與管徑優(yōu)化設計方法進行的研究。上車構(gòu)件位置關系直接影響到構(gòu)件自身乃至整機結(jié)構(gòu)的受力狀況,是履帶起重機設計的關鍵之一。

臂架截面和管徑?jīng)Q定了整個起重機的性能,是所有設計中的重中之重。本文對上車構(gòu)件的幾何關系及運動機理作了較為深入的研究,并建立了上車構(gòu)件鉸點位置及長度優(yōu)化數(shù)學模型,確定了以優(yōu)化的方法作為設計依據(jù)的思路。通過分析,選用遺傳算法作為優(yōu)化方法。同時完成了相關軟件的開發(fā)。在臂架截面與管徑優(yōu)化設計中,在臂架已經(jīng)初步參數(shù)化的前提下,利用了ANSYS中自帶的優(yōu)化模塊進行了多目標結(jié)構(gòu)優(yōu)化,同樣得到了很好的效果。