轮式起重机吊臂钢结构分析及优化设计（本科毕业论文设计）.doc

摘 要

伸缩吊臂是轮式起重机中至关重要的部件，其重量一般占整机的13%～20%，而大型起重机这个比例则更大，这就导致起重机在大幅度下的起重量和大起重量下的起升高度急剧降低。因此，在满足各项设计指标的前提下，采用优化设计，尽可能降低吊臂自重，尤其对大吨位起重机具有十分重要的意义。
传统的设计方法，设计计算的过程复杂，设计速度较慢，并且容易出错。随着计算机技术的飞速发展，计算机软件技术也得到了很大的发展，将工程结构分析软件用于产品的开发、设计、分析与制造，已成为近代工业提升竞争力的主要方法。
本文主要运用大型商业有限元软件ANSYS来对QY12汽车式起重机箱形吊臂（四节臂）进行有限元计算，包括吊臂静应力分析、稳定性分析并对原结构作了优化改进，改进后吊臂（四节臂）的重量大为减轻，从而降低制造成本，提高吊臂总体经济技术指标。



关键词： 箱形吊臂；优化设计；有限元法；ANSYS













ABSTRACT

Trunk booms is important parts of automobile crane, which weight is 13~20% of one of the hole crane. It has large influence on exaltation height of crane on the condition of large exaltation range or exaltation weifht. So, under the premise of satisfying all of design specifications, minish the weight of boom by Optimum Design is of great significance .
In the traditional design method, the cause of design is very complex and the speed and design is slow comparatively, and it is easy to make mistakes. Along with the computer technology’s development, computer software technology have also gotten great development. Project structure analysis software is used in production design, analysis and the development of product. It has become the major method to promote the modern industrial’s competition ability.
This paper primarily use the large business Finite Analysis software ANSYS to investigate the finite element calculation of QY12 Automobile Crane Booms (Fourth-Boom) ,Including the boom static analysis and stability analysis. And then, ameliorate the original Structure. Using this method ,it can greatly reduce the weight of the boom and the manufacture cost , consequently enhance the economy target.

目录
中文摘要……………………………………………………………………………I
英文摘要……………………………………………………………………………II
1 绪论………………………………………………………………………………1
1.1汽车起重机简介……………………………………………………………1
1.2起重机行业现状及发展趋势………………………………………………1
1.3起重机吊臂结构设计方法…………………………………………………3
1.4有限元概述…………………………………………………………………4
1.4.1 有限元基本理论………………………………………………………4
1.4.2 有限元法在起重机吊臂结构设计中的应用…………………………5
1.5 课题研究意义、研究重点及实现途径……………………………………6
2 起重机箱形臂(四节臂)建模和载荷处理………………………………………7
2.1单元选取及建模思想……………………………………………………7
2.2 几何模型简化……………………………………………………………7
2.3 几何模型建立……………………………………………………………7
3 起重机箱形臂(四节臂)有限元静力计算及分析………………………………31
3.1 单元划分与载荷处理………………………………………………………31
3.2 有限元静力计算……………………………………………………………37
3.3 静力计算结果及分析………………………………………………………37
3.3.1 位移计算成果分析……………………………………………………39
3.3.2 应力计算成果分析……………………………………………………39
3.4 本章小结……………………………………………………………………43
4 起重机吊臂（四节臂）有限元稳定性分析……………………………………44
4.1 单元划分与载荷处理………………………………………………………44
4.2 有限元稳定性计算…………………………………………………………44
4.3 稳定性计算结果分析………………………………………………………46
4.4 本章小结……………………………………………………………………46
5 起重机吊臂（四节臂）结构优化…………………………………………………47
5.1 结构优化方法………………………………………………………………47
5.2 起重机吊臂（四节臂）结构优化…………………………………………47
5.2.1 静力分析…………………………………………………………… 47
5.2.2 稳定性分析…………………………………………………………52
5.2.3 改变板厚后有限元分析结果比较…………………………………52
6 结论……………………………………………………………………………53
参考文献…………………………………………………………………………54