液压挖掘机动臂结构的优化设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com带式输送机相等。1轴一一参考文献¨ll[1】宋伟刚，王丹，陈霖．波状挡边带式输送机的发展lll1lI叨．煤矿机械，2004(2)：1-4．l1基[2]宋伟刚，陈霖．波状挡边带式输送机的结构特点及j{隔板支袭其改进设计叨．港口装卸，2003(3)：25—27．[3】姜浩先．波状挡边带式输送机的设计选用叨．硫磷设计与粉体工程，2001(1)：39-43．(b)[4]夏炎．波状挡边输送带横隔板的结构及设计选用图3活动隔板示

2、意图叨．电子学报，1998(4)：15—17．(3)将骨料输送设备的输送倾角改为90。，可对[5】方圆集团，山东建筑大学．建设机械设计制造与应骨料进行垂直输送，节约占地面积、设备投资和土建用[M】．北京：人民交通出版社，2001．费用；[6]田奇．混凝土搅拌楼及沥青混凝土搅拌站【M]．北(4)波状挡边带结构简单，各主要部件可以与普京：中国建材工业出版社，2005．[7】陈宜通．混凝土机械[M】．北京：中国建材工业出版通带式输送机通用，便于使用和维修。社。2002．(5)运行可靠，没有刮板运输机经常出

3、现的卡链、飘链、断链等现象和斗式提升机经常出现的打通信地址：山东济南山东建筑大学机电工程学院(250101)滑、掉斗等现象；同时也避免了普通波状挡边带的粘(收稿日期：2008-04—01)砂、落砂和除料困难等问题，它的可靠度几乎与通用液压挖掘机动臂结构的优化设计术三一重机有限公司陈健周鑫重庆大学机械传动国家重点实验室刘欣籍庆辉杨为∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽㈨㈨㈨㈨㈨籀。㈨籀。㈨㈨㈨㈨㈨㈨㈨㈨㈨㈨。。们张5摘要：针对现有的优化设计方法不能有效地解决工程机械零部件使用寿命低、且

4、存在优化模型复杂3和规模较大等问题，以液压挖掘机工作装置的动臂为研究对象，提出以有限元单元厚度为设计变量，以相i同工况下应力最小、全局刚度最大为优化目标的优化设计数学模型。在求解优化设计模型时，综合考虑刚l度灵敏度和应力灵敏度对优化效率的影响，采取对全局灵敏度进行归一化处理的措施，大幅度降低了优化l模型的求解规模，并对优化数学模型进行了求解。分析结果表明，利用该优化模型使动臂在相同工况下最5大应力降低了12．9％，局部刚度提高了29．8％，有助于延长动臂的使用寿命。工程实践证明，该优化方法减3少了设

5、计人员在结构设计中的盲目性，能高效地得到优化结果。s；，葛e，，∽e，，∽e，，∽x。e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽x。e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽e，，∽∽关键词：液压挖掘机动臂结构优化设计数学模型据相关资料报道，材料强度、断裂或开裂、零件优化模型具有相当的复杂性和规模，不能有效地解失效等故障现象是机械可靠性不高的主要原因，也

6、决材料强度、断裂或开裂、零件失效等问题圆。相关文是制约我国工程机械出口的最大障碍i1】。现有的优化献[3—盼别建立了某液压挖掘机的反铲和正铲工作装设计方法，如机械产品的广义优化设计，是面向全系置的优化数学模型，对挖掘力进行了优化。然而因各统、全过程和全性能的优化设计。该方法着重考虑自种原因，对液压挖掘机进行结构性能优化方面尚无零部件到整机，直至系列化和组合化产品在整个寿人做过直接的研究工作[5-8]。因此，本文提出了以应力命周期中的技术性能、经济性能和社会性能，存在着最小、全局刚度最大为优化目标的优

7、化设计数学模基金项目：国家自然科学基金资助项目(50205026)；重庆市自然科学基金资助项目(CSTC，2005BB3222)一19—维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com型，采取对全局灵敏度进行归一化处理的措施，大幅式中：为刚度值的优化目标函数，t为有限元单元度降低了优化模型的求解规模。本文提出的优化设的厚度，t、和是优化设计变量及其优化设计变化计方法和得到的结论有助于提高液压挖掘机的工作装置使用寿命，在确保优化设计有效性方面具有重要的现实意义。1载

8、荷作用下的灵敏度值在结构优化设计中，常采用增加或降低单元厚{nF~=min()'(4)度来实现结构材料属性的重新分配，最大限度地降¨E=(一，⋯，)低最大应力和提高结构的全局刚度，达到结构性能最佳的目的。式中：为应力的优化目标函数值，M为有限元模1．1刚度灵敏度型中单元的总数，为单元的v。nMie应力。在结构设计中，应变能或平均抗压强度视为结构全局刚度的逆测量。通常来讲，最大全局刚度等价为达到刚度最大和应力最小的目的，多目标优于应变能或平均抗压强度的最小。化函数F的构