工程机械悬臂液压弯钢管结构力学计算及优化方法研究

摘要

基于工程机械悬臂液压弯钢管的工况载荷特征,提出一种悬臂液压弯钢管的结构力学计算方法。以悬臂弯钢管及弯钢管内液压油为整体研究对象进行载荷分析,确定设计载荷。对液压油作用下的弯钢管进行应力分析发现,液压压力产生的附加弯矩是影响弯钢管应力水平的主要因素。基于已确定的设计载荷,应用拓扑分析方法获得弯钢管加强板的优化骨架结构,在骨架结构、生产制造工艺基础上建立形状尺寸优化模型,获得弯钢管加强板的优化结构。优化后结构的关键点应力降低了39%,理论疲劳寿命增加1.6~4倍,优化方案已在新开发样机上应用。