一種新型起重機吊臂的輕量化設計與研究

 

    2吊diao臂bi截jie麵mian形xing式shi的de確que定ding吊diao臂bi由you上shang下xia翼yi緣yuan板ban和he腹fu板ban焊han接jie而er成cheng，是shi非fei對dui稱cheng的de類lei橢tuo圓yuan截jie，如ru所suo示shi。此ci截jie麵mian與yu傳chuan統tong的de箱xiang型xing及ji多duo邊bian形xing截jie麵mian相xiang比bi，特te點dian是shi：（D前後滑塊分別支承在圓角處，能傳遞大部分側向力，無需另加側向支承，且能較好的傳遞扭矩與橫向力。（2）當承受滑塊局部應力時候
，由於曲邊截麵良好的力學性能，使得上下翼緣板板厚更小。（3）下翼緣板和腹板的實際計算寬度較小，曲板相對於平板剛度係數大，抗屈曲性能強，有利於提高抗失穩能力。（4）大da圓yuan角jiao可ke以yi有you效xiao減jian少shao平ping板ban的de寬kuan度du，並bing且qie對dui平ping板ban形xing成cheng很hen強qiang的de嵌qian固gu大da大da提ti高gao其qi局ju部bu臨lin界jie力li。綜zong上shang所suo述shu，該gai種zhong截jie麵mian可ke以yi較jiao好hao發fa揮hui材cai料liao的de機ji械xie性xing圖tuI各節臂設計變量3吊臂有限元分析3.1參數化實體模型的建立在DM模塊中建立吊臂模型，建模過程中將每節臂的各個板厚、三節臂的腹板高度及其腹板間距設置成變量，即中的P1~Pn共11個設計變量，模型及設計變量與Mechanical模塊實現無縫連接。

 

    3.2載荷計算及約束處理在Mechanical模塊中進行吊臂有限元分析，滑塊材料采用鑄青銅
，吊臂采用高強鋼，並按曆類載荷計算。其中
，仰角a=32°
，起升載荷Q=1212.750kN，鋼絲繩拉力S=212.763kN，側向載荷T=100.656kN，重力加速度g=9.8m/s'2，吊臂優化的數學模型如下：滑塊滑塊燮04.2基於神經網絡的響應麵設計為了選取典型樣本，並且減少計算時間，采用DOE（實驗設計）法fa。在zai測ce量liang數shu據ju融rong合he研yan究jiu中zhong，唐tang克ke倫lun以yi視shi覺jiao測ce量liang的de空kong間jian截jie麵mian曲qu線xian為wei初chu始shi曲qu線xian，以yi三san坐zuo標biao測ce量liang機ji測ce定ding的de經jing半ban徑jing補bu償chang後hou的de位wei置zhi點dian為wei曲qu線xian變bian形xing給gei定ding的de型xing值zhi點dian
，通tong過guo曲qu線xian變bian形xing使shi新xin構gou建jian的de曲qu線xian通tong過guo型xing值zhi點dian，實shi現xian數shu據ju的de融rong合he，提ti高gao了le主zhu動dong視shi覺jiao提ti取qu輪lun廓kuo的de精jing度du口kou。高gao瑩ying忠zhong將jiang三san維wei激ji光guang測ce量liang技ji術shu和he立li體ti視shi覺jiao技ji術shu相xiang結jie合he
，用yong立li體ti視shi覺jiao獲huo取qu數shu據ju的de靈ling活huo性xing彌mi補bu三san維wei激ji光guang測ce量liang技ji術shu的de易yi漏lou采cai缺que陷xian，通tong過guo二er者zhe的de數shu據ju融rong合he獲huo得de較jiao完wan整zheng的de模mo型xing數shu據ju利li用yong逆ni向xiang工gong程cheng中zhong接jie觸chu式shi測ce量liang精jing度du明ming顯xian高gao於yu非fei接jie觸chu式shi（掃描）測ce量liang精jing度du的de這zhe一yi特te點dian
，提ti出chu了le一yi種zhong基ji於yu曲qu麵mian變bian形xing技ji術shu的de接jie觸chu式shi測ce量liang和he非fei接jie觸chu式shi測ce量liang數shu據ju融rong合he的de方fang法fa，即ji把ba零ling件jian掃sao描miao後hou的de點dian雲yun經jing逆ni向xiang建jian模mo作zuo為wei初chu始shi變bian形xing曲qu麵mian
，在zai零ling件jian的de複fu雜za曲qu麵mian上shang用yong接jie觸chu式shi測ce量liang方fang法fa測ce量liang一yi係xi列lie特te征zheng點dian作zuo為wei變bian形xing條tiao件jian，導dao入ruThinkDesign軟(ruan)件(jian)中(zhong)通(tong)過(guo)曲(qu)麵(mian)變(bian)形(xing)的(de)方(fang)式(shi)對(dui)初(chu)始(shi)模(mo)型(xing)進(jin)行(xing)調(tiao)整(zheng)，以(yi)此(ci)提(ti)高(gao)逆(ni)向(xiang)建(jian)模(mo)的(de)精(jing)度(du)。在(zai)逆(ni)向(xiang)建(jian)模(mo)時(shi)，由(you)掃(sao)描(miao)儀(yi)獲(huo)取(qu)的(de)零(ling)件(jian)的(de)點(dian)雲(yun)數(shu)據(ju)，經(jing)逆(ni)向(xiang)建(jian)模(mo)軟(ruan)件(jian)處(chu)理(li)，一(yi)般(ban)都(dou)可(ke)以(yi)體(ti)進(jin)行(xing)優(you)化(hua)以(yi)後(hou)，考(kao)慮(lv)到(dao)加(jia)工(gong)條(tiao)件(jian)，需(xu)要(yao)對(dui)優(you)化(hua)值(zhi)進(jin)行(xing)圓(yuan)整(zheng)
，從(cong)表(biao)2中可以看出，對板厚圓整後，吊臂的強度滿足要求
，優化後的吊臂重量減少了21.09%
，吊臂自重明顯降低。通過對圓整後的優化結果進行分析計算

，吊臂的剛度也滿足要求，此處不再贅述。（4）結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)，將(jiang)基(ji)於(yu)神(shen)經(jing)網(wang)絡(luo)的(de)響(xiang)應(ying)麵(mian)法(fa)和(he)多(duo)目(mu)標(biao)遺(yi)傳(chuan)算(suan)法(fa)優(you)化(hua)有(you)效(xiao)地(di)結(jie)合(he)起(qi)來(lai)，在(zai)致(zhi)力(li)於(yu)解(jie)決(jue)一(yi)些(xie)非(fei)線(xian)性(xing)程(cheng)度(du)較(jiao)高(gao)的(de)問(wen)題(ti)上(shang)，優(you)勢(shi)明(ming)顯(xian)。該(gai)方(fang)法(fa)對(dui)於(yu)包(bao)括(kuo)大(da)型(xing)起(qi)重(zhong)機(ji)在(zai)內(nei)的(de)相(xiang)關(guan)工(gong)程(cheng)機(ji)械(xie)設(she)計(ji)，具(ju)有(you)推(tui)廣(guang)意(yi)義(yi)。