基于代理模型的机械式挖掘机动臂轻量化设计

动臂是机械式挖掘机工作装置的重要组成部分,如何减轻动臂质量是挖掘机结构设计中最为关注的问题。动臂结构复杂,利用传统的高精度仿真模型进行仿真优化需要耗费大量的时间和精力。我们以太原重工WK-55型机械式挖掘机动臂为研究对象,利用三维建模软件SolidWorks和有限元分析软件ANSYS建立动臂参数化模型,对其进行静力学分析。选取动臂上翼板、腹板和下翼板厚度作为轻量化的优化设计变量,利用代理模型技术对结构进行优化。结果表明,在动臂结构满足刚度、强度要求的情况下,质量减小了3.5%。证明代理模型优化方法对动臂轻量化设计具有一定指导意义。     

轮式装载机动臂设计及有限元分析

以ZL50轮式装载机动臂为研究对象,对动臂结构进行了设计,确定了动臂各铰点的位置、动臂的长度及动臂的结构与形状。采用Workbench有限元分析软件,对动臂在极限工况下的状态进行结构静力分析,得出动臂的应力及变形云图,经过校验动臂满足强度和刚度要求,为动臂设计分析提供了一种方便、省时的方法。     

液压挖掘机动臂优化设计数学模型的建立

研究大型液压挖掘机动臂的优化设计．着重论述了数学模型的建立,包括如何确定动臂结构优化设计的目标函数、设计变量和约束条件．运用计算机程序对其优化前后的提升力进行了分析和比较,验证了优化设计的合理性．     

装载机动臂设计及其有限元分析

以ZL50轮式装载机工作装置动臂为研究对象,计算动臂铰点和确定动臂结构形式,完成了该装载机的动臂设计,建立动臂三维实体模型。分析动臂不同工况,利用ANSYS对其进行有限元分析。获得结构的应力分布云图及变形云图,指出了动臂中的危险点和应力集中。     

基于有限元方法的某工程探测装备工作装置优化设计

以工作装置箱型伸缩臂有限元分析为基础,在保证强度和刚度的前提下,以结构自重为目标函数,以臂截面尺寸为设计变量,对伸缩臂进行了有限元优化设计。优化后,伸缩臂的截面尺寸明显减小,自重降低了26．4％,达到了减轻重量、节约材料、减少成本的目的,同时为箱型伸缩臂的设计和改造提供了理论依据。     

八连杆轮式装载机动臂的结构分析与设计改进

对八连杆装载机动臂的结构特点与承载特点进行了全面分析,总结出装载机八连杆动臂在作业过程中遇到的铲入正载、铲入偏载、掘起正载、掘起偏载四种工况及各工况下承受的载荷特点。然后利用先进的CAE分析软件ANSYS软件,建立了动臂的有限元计算模型,并计算出各工况下动臂的应力分布云图。经过对动臂四种工况的有限元分析结果研究,分析出了导致动臂变形反馈的根本原因,并就此提出了动臂结构的改进方案。校核改进后动臂的强度,比改进前提高了27%,从而改善了动臂性能,同时此种思路也为以后的设计提供了参考。     

基于响应面法的挖掘机三油缸结构动臂轻量化设计

考虑到三油缸结构动臂的结构特殊性,以及传统经验方法在结构设计上的保守性因素,提出了基于响应面法的变厚度轻量化设计方法,并搭建了基于多学科优化软件Isight、有限元软件Nastran以及利用Python语言二次开发的集成优化环境。基于板壳理论与测试数据建立了三油缸结构动臂危险工况的有限元参数化模型,并以其主要板厚尺寸为初始设计变量,以结构强度、刚度及重量为模型响应,结合最优拉丁超立方设计法对初始变量进行了灵敏度分析,使用筛选后的设计变量拟合响应面模型(RSM);以结构强度和刚度为约束条件,动臂质量最小为目标函数,采用多岛遗传算法对响应面模型进行优化。结果表明,在保证结构性能的前提下,该方法轻量化设计后的动臂减重14.7%,优化效率较有限元模型提高84%左右,优化效果显著且大幅度缩短了设计周期。     

应用ABAQUS的液压挖掘机动臂有限元分析

液压挖掘机动臂是完成液压挖掘机各项功能的主要构件,其结构设计的合理性直接关系到液压挖掘机的工作性能和可靠性。基于有限元分析方法的液压挖掘机动臂结构分析是保证液压挖掘机动臂结构设计合理性的前提,以某型液压挖掘机(20t级)为研究对象,应用有限元分析软件ABAQUS对其动臂进行有限元分析,求得危险工况下该动臂的应力云图与位移云图,通过云图分析动臂的强度和刚度,为动臂的设计和试验提供参考。     

基于拓扑优化的装载机工作装置结构轻量化设计

基于拓扑优化对装载机工作装置结构进行轻量化设计,建立装载机工作装置的有限元模型,在五种工况下对工作装置进行有限元分析,得到应力云图,显示动臂的应力裕量较大。通过HyperWorks软件Optistruct模块建立动臂参数化模型,以质量最轻为目标函数,以动臂两侧板各单元相对密度为设计变量,以结构强度和刚度为约束条件,进行轻量化设计。结果表明,在满足结构强度和刚度的条件下,动臂的质量减轻19.25%。对优化前后的动臂实体模型进行模态分析,确认前六阶频率和振型变化不大,动臂的动态性能稳定可靠。     

液压挖掘机动臂有限元分析

在UG软件建立液压挖掘机动臂钢结构的三维模型,并导入ANSYS软件中,根据动臂特点施加边界条件、载荷,进行了有限元计算。得出动臂在两种工况下应力应变等情况,为液压挖掘机优化设计和可靠性设计提供了参考依据。     

液压破碎锤动臂结构仿真分析研究

为了解决破碎机动臂在破碎过程中消耗率高和使用寿命较短的情况,通过力学分析确定了动臂结构在工作过程中的最大载荷点与危险应力截面,重点研究了动臂受到岩石等作业面的反弹作用力后整机的模态响应和应力分布。文章采用CAE分析技术,结合破碎过程中的载荷历程,对动臂结构进行模态分析与结构应力分析,求解工作过程中动臂的频响及应力分布,为动臂优化设计提供了依据,以指导动臂结构优化,提高其使用寿命。     

动臂塔式起重机的动态特性及其影响分析

采用有限元方法对动臂塔式起重机在起重臂处于不同仰角和不同回转角情况下进行了模态分析,得出了其固有频率和振型的变化规律,通过谐响应分析确定了影响动臂塔式起重机动态特性的关键固有频率,分析了其对工作的影响,为动臂塔式起重机优化设计提供了计算依据和理论基础。     

某全框式前副车架有限元分析与优化

对某全框式前副车架设计数模进行有限元分析,发现其纵臂与上下片搭接结构存在设计缺陷,在分析结构缺陷问题后对前副车架结构进行优化设计,优化后的数模不仅满足结构强度的要求,还降低了重量,达到了优化的目的。     

一种挖掘机动臂板厚的优化设计方法

在施工过程中,动臂可能因板厚设计过薄而出现开裂甚至断裂的现象,因此挖掘机动臂板厚的优化设计十分重要。为此,提出了一种挖掘机动臂板厚的优化设计方法。首先,根据有限元理论和板壳理论建立了板壳应变与板厚优化设计的数学模型。然后,提出了基于ANSYS的优化设计实现方法。最后,利用某挖掘机的动臂板厚优化实例进行验证,验证结果表明该优化设计方法的可行性和有效性。     

折臂式随车起重机动臂轻量化设计

动臂是折臂式随车起重机的重要部件,其设计质量直接影响整机的工作可靠性。为实现动臂轻量化设计,提出了基于有限元技术与拓扑优化方法相结合的折臂式随车起重机动臂快速设计方法。通过该设计方法最终得到优化后的动臂拓扑结构及应力分布。结果显示:优化后的最大应力符合设计要求,而质量较优化前降低15.1%,验证了该方法的实用性和有效性,同时表明了该轻量化设计方法在机械产品设计中具有很好的使用价值。     

基于ANSYS的旋挖钻机动臂的拓扑优化设计

为了寻求旋挖钻机动臂结构的最优分布,实现动臂的轻量化,以某旋挖钻机动臂为研究对象,提出了基于均匀化方法的拓扑优化法,并将其应用到动臂的优化分析中。以动臂体积最小作为优化目标,动臂结构柔度作为约束条件构建数学模型,依据优化结果改进动臂结构,并对改进后的动臂进行了静力分析。结果表明,改进后的动臂在满足结构强度与刚度的同时,使用的材料与原设计方案相比减少了15%,实现了动臂最优分布与轻量化设计,为后续动臂的设计提供了参考。     

基于Creo与ABAQUS的装载机动臂的设计与分析

为了加快装载机设计周期,降低生产成本,探索性的运用新的方式对装载机动臂进行了设计,利用AutoCAD软件基本确定其工作装置铰点位置以及杆件长度,运用Creo软件建立动臂的三维模型,并用ABAQUS有限元软件对动臂不同工况下结构的应力分布云图及变形云图进行分析,找出动臂的危险点和应力集中点,为下一步设计提供理论依据。     

某型液压挖掘机动臂仿真及结构优化

动臂是挖掘机进行工作的重要部件之一,其动臂的结构优化是一项必须持续进行的工作。在挖掘,回转,甩方等一个工作循环状态下,其应力变化具有典型的周期性。重点分析采用最大挖掘力进行工作时的载荷分析。通过结构变化,改善动臂结构,通过有限元分析和应力测试试验进行了验证,为挖掘机动臂的设计及其优化提供参考。     

基于Solidworks的装载机动臂优化设计

以ZL50型装载机动臂作为研究分析对象,通过Solidworks软件的三维建模模块和有限元分析模块,分别对动臂进行三维建模以及在极限工况下受力分析计算,而后利用优化分析模块对其进行优化设计,达到减重,提高安全系数以及使用寿命等目标。     

动臂塔式起重机整体结构优化设计的研究

通过对动臂塔式起重机塔身和起重臂的主要结构参数进行灵敏度分析,确定了优化设计变量,建立了以提高动臂塔式起重机固有频率为优化目标的结构动态优化数学模型,优化结果表明,增大塔身截面边长和减小塔身横腹杆与起重臂参数不仅有效的提高了动臂塔机动刚性,并可降低结构总质量。