混合臂高空作业车工作装置结构分析及改进

摘要

混合臂高空作业车是高空作业车的一种，属于工程起重机。普遍应用于高空作业领域，如高压电杆的维修、高层建筑外表面装饰等。高空作业车的功能是将工作人员送达指定高度，以完成所需工作内容，因此，对其安全性能、稳定性能要求极高。本文以某混合臂式高空作业车为研究对象，运用有限元方法对其进行结构分析和改进。
　　针对伸缩臂的几何结构特点，利用 ANSYS参数化设计语言 APDL编制通用模块化建模程序，降低建模难度，方便模型后期改进，缩短建模周期。根据各零部件的功能和相互间的连接关系，将其独立建立的有限元模型进行装配，建立了高空作业车整机有限元模型。
　　根据高空作业车变幅机构几何结构和受力特点，推导各铰点轴力的计算公式。将理论计算各铰点轴力与有限元计算结果进行比较，验证了有限元模型的建立和边界条件施加是正确的，为更深入研究高空作业车的整机力学性能和结构改进奠定了基础。
　　考虑各节伸缩臂间接触的影响，对工作装置在典型工况下的力学性能进行有限元分析。分析结果表明：工作装置大部分区域应力小于许用应力，只有转台、托架结构突变区域以及伸缩臂接触区域应力超出许用应力，不满足使用要求，应对其进行结构改进。
　　针对存在局部应力超过许用应力的问题，对转台、托架通过添加筋板、改变结构布置方式等方法进行了结构改进；对伸缩臂通过在臂体间使用折弯滑块，降低接触区域应力的方法进行了结构改进。提出的改进方案，提高了高空作业车工作装置结构力学性能，在实际应用中取得了理想效果。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 高空作业车概述

1.2 高空作业车发展现状及发展方向

1.3 有限元方法研究现状及趋势

1.4 课题研究意义和主要研究内容

第2章 基于ANSYS参数化有限元模型建立

2.1 高空作业车组成

2.2 建模思路

2.3 部件有限元模型

2.4 部件间连接方式

2.5 整机有限元模型

2.6 约束与加载分析

2.7 本章小结

第3章 变幅机构理论计算

3.1 角度变幅机构

3.2 伸缩臂变幅机构

3.3 本章小结

第4章 工作装置结构分析及改进

4.1 工作装置结构分析

4.2 工作装置结构分析结果及改进

4.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢