汽车起重机以其操作便捷、移动方便等特点,在众多起重设备中广受好评。但是,由于日益激烈的行业竞争以及复杂多变的现场条件,导致使用者对汽车起重机的起重性能、承载能力以及稳定性等方面也提出了更高的要求。由于伸缩臂的强度、刚度、稳定性对整机的性能带来直接的影响,因此,伸缩臂在汽车起重机的众多构件中占据着重要位置。所以,对汽车起重机伸缩臂进行静、动力学分析以及优化设计具有重要的意义。本文以QY20型汽车起重机伸缩臂为研究对象。首先,结合起重机设计规范以及相关行业资料对汽车起重机的受力情况、数学模型、截面形式进行详细研究。在运用三维建模软件Creo2.0进行伸缩臂建模的基础上,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对伸缩臂在全缩、半伸、全伸三种工况进行静力学分析,得到伸缩臂在这三种工况下的最大应力值和最大形变量以及各自的发生部位。其次,在动力学分析中,对伸缩臂进行模态分析,得到三种工况下的振型和振动频率,为实际工作中防止共振问题给出一定的参考。在随后进行的屈曲分析中主要对汽车起重机伸缩臂的局部稳定性问题进行研究,得出了若发生失稳状况,伸缩臂首先遭到破坏的部位,指导我们在设计制造的过程中采取相应的加强措施。最后,在分析计算的基础上,运用有限元分析软件中的Design Explorer模块,通过设置设计变量、约束条件、目标函数等过程,对起重机伸缩臂截面尺寸进行优化,最终得到优化后的截面尺寸,减轻了伸缩臂的质量,节省了材料用量,提高了总体效益。本文对伸缩臂的研究为其在设计制造过程提供了重要的理论依据和参考价值,同时也为同类产品的设计制造提供了分析计算和优化设计等方法,为类似实际工程问题提供了解决思路。
