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一种新型起重机吊臂的轻量化设计与研究

来源:中国起重机械网
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 当前,随着起重机趋向大吨位和高性能开展,吊臂在整机分量中所占比例也随之增加。因而,在满意各项技能指标的前提下,寻觅一种能有用降低吊臂分量的规划办法火烧眉毛。提出了一种新型160t起重机吊臂,使用ANSYSWorkbench协同仿真平台的DM、Mechanical以及DX三大模块的无缝接口,完成整个轻量化规划流程。

2吊臂截面形式的确认吊臂由上下翼缘板和腹板焊接而成,对错对称的类椭圆截,如所示。此截面与传统的箱型及多边形截面比较,特点是:(D前后滑块分别支承在圆角处,能传递大部分侧向力,无需另加侧向支承,且能较好的传递扭矩与横向力。(2)当接受滑块部分应力时分,由于曲边截面杰出的力学性能,使得上下翼缘板板厚更小。(3)下翼缘板和腹板的实践核算宽度较小,曲板相对于平板刚度系数大,抗屈曲性能强,有利于进步抗失稳能力。(4)大圆角能够有用削减平板的宽度,并且对平板形成很强的嵌固大大进步其部分临界力。综上所述,该种截面能够较好发挥资料的机械性图I各节臂规划变量3吊臂有限元分析3.1参数化实体模型的树立在DM模块中树立吊臂模型,建模过程中将每节臂的各个板厚、三节臂的腹板高度及其腹板间距设置成变量,即中的P1~Pn共11个规划变量,模型及规划变量与Mechanical模块完成无缝连接。

3.2载荷核算及约束处理在Mechanical模块中进行吊臂有限元分析,滑块资料选用铸青铜,吊臂选用高强钢,并按历类载荷核算。其间,仰角a=32°,起升载荷Q=1212.750kN,钢丝绳拉力S=212.763kN,侧向载荷T=100.656kN,重力加速度g=9.8m/s'2,吊臂优化的数学模型如下:滑块滑块燮04.2根据神经网络的呼应面规划为了选取典型样本,并且削减核算时刻,选用DOE(实验规划)法。在丈量数据交融研究中,唐克伦以视觉丈量的空间截面曲线为初始曲线,以三坐标丈量机测定的经半径补偿后的位置点为曲线变形给定的型值点,经过曲线变形使新构建的曲线经过型值点,完成数据的交融,进步了主动视觉提取轮廓的精度口。高莹忠将三维激光丈量技能和立体视觉技能相结合,用立体视觉获取数据的灵活性弥补三维激光丈量技能的易漏采缺陷,经过二者的数据交融获得较完整的模型数据使用逆向工程中触摸式丈量精度显着高于非触摸式(扫描)丈量精度的这一特点,提出了一种根据曲面变形技能的触摸式丈量和非触摸式丈量数据交融的办法,即把零件扫描后的点云经逆向建模作为初始变形曲面,在零件的复杂曲面上用触摸式丈量办法丈量一系列特征点作为变形条件,导入ThinkDesign软件中经过曲面变形的方法对初始模型进行调整,以此进步逆向建模的精度。在逆向建模时,由扫描仪获取的零件的点云数据,经逆向建模软件处理,一般都能够体进行优化今后,考虑到加工条件,需要对优化值进行圆整,从表2中能够看出,对板厚圆整后,吊臂的强度满意要求,优化后的吊臂分量削减了21.09%,吊臂自重显着降低。经过对圆整后的优化结果进行分析核算,吊臂的刚度也满意要求,此处不再赘述。(4)结果表明,将根据神经网络的呼应面法和多目标遗传算法优化有用地结合起来,在致力于解决一些非线性程度较高的问题上,优势显着。该办法对于包括大型起重机在内的相关工程机械规划,具有推行意义。

 

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