基于拓扑优化的大吨位装载机动臂多工况轻量化设计

为实现大吨位装载机工作装置的轻量化设计，以某大吨位轮式装载机工作装置为例，提出一种大吨位装载机动臂多工况轻量化设计流程，其具体流程为：基于对不同工况风险的评估，采用层次分析法确定装载机拓扑优化过程中各个工况的权重系数；利用折衷规划法，以动臂在多工况下的加权柔度最小为目标函数，对动臂进行拓扑优化；在优化结果的基础上，综合考虑实际生产工艺，对动臂结构进行改进设计。对改进后的结构进行有限元分析，并将改进前后的结果进行比较。对比结果表明，优化后的动臂质量减轻了10%，应力应变只有较小程度的增加，实现了工作装置轻量化的目标。