伸缩臂式擦窗机臂架有限元分析与优化研究

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1、伸缩臂式擦窗机臂架有限元分析与优化研究TheFiniteElementAnalysisandOptimizationStudyingonTelescopicBoomofBuildingMaintenanceUnit研究生：刘旭指导教师：郑夕健教授学科专业：机械设计及理论二〇一五年十二月分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文伸缩臂式擦窗机臂架有限元分析与优化研究作者姓名：刘旭入学年份：2013年9月指导教师：郑夕健教授学科专业：机械设计及理论申请学位：工学硕士所在单位：机械工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：201

2、5年12月学位授予日期：2016年1月答辩委员会主席：舒启林答辩委员会组成：舒启林孙军侯祥林韩泽光穆存远论文评阅人：声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁

3、盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学（或其授权机构）可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并通过网络提供检索、浏览。（如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□半年□一年□一年半□两年□作者签名：导师签名：日期：年月日期：年月硕士研究生学位论文摘要I摘要高层建筑伴同金融与都市化进程的加快，其数量也在逐年大量提高。作为楼体需要配备的清洗、维护专用的操作设备，擦窗机的利用也在逐步普及。当今楼体风格使大都市的面容更加充满活力，维持其整齐亮丽的容貌给建设单位的设施配备带来了

4、更高的要求。臂架是其主要承载部件，其结构是否合理，直接影响了伸缩臂式擦窗机整机的质量、成本与承载能力，而且关系到施工人员的生命安全。因此，本文以应用最为广泛的屋面轨道伸缩臂式擦窗机的臂架结构为研究对象，对其进行有限元分析与优化研究，为该类别擦窗机的研发与制造奠定基础，同时也对其他类别擦窗机的设计提供一定的指导意义。本文首先采用ANSYS平台下APDL参数化建模方式建立臂架有限元分析模型，在典型工况下对臂架有限元模型进行静力分析得到应力与位移情况，同时进行屈曲分析获得稳定性判断；对臂架进行力学简化后完成了其强度、刚度、整体稳定性、局部稳定性的理论计算

5、，并将理论计算结果与ANSYS分析结果对比验证有限元模型的有效性，为结构优化提供前提；对臂架有限元模型进行模态分析获得结构振动响应特性，提取关键的模态参数，再通过谐响应分析来获得位移响应峰值处的频率，从而确定优化对象，进一步为擦窗机臂架结构动态优化提供了依据；对各节臂架及立柱结构的参数进行灵敏度分析，筛选出高灵敏度的参数；将高灵敏度的参数和臂架及立柱箱型截面的厚度作为后续对比优化研究的参数变量。通过调整参数变量建立对应的有限元模型，对其进行模态分析，对比分析结果获得优化参数，并对该参数方案进行强度、刚度、稳定性的验算，证明其切实可行。本文对伸缩臂式

6、擦窗机的臂架进行有限元分析与优化研究，得到其结构力学特性与优化的结构参数，使擦窗机抗振性能得到改善，为相关产品的设计与研发提供了有效参考。关键词：伸缩臂式擦窗机；臂架；有限元；APDL；优化II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractWiththerapidincreaseoffinanceandurbanization,thenumberofhigh-risebuildingisincreasedgreatlyyearbyyear.Asaspecialoperationequipmentforbuilding

7、cleaningandmaintenance,theBuildingMaintenceUnitisusedinthegradualpopularization.Todaybuildingstylemakesthecitymoredynamic.Theconstructionunitsneedtoimprovethefacilitiestokeepthecitybrightandtidy.TheboomframeisthemainbearingpartintheBuildingMaintenceUnit.Thereasonablestructured

8、irectlydeterminesthequality,costandbearingcapacityofthetelesc