如何基于极限状态法设计登高车小车架端梁轻量化??      东莞登高车租赁

       如何基于极限状态法设计登高车小车架端梁轻量化??    东莞登高车租赁,  东莞登高车,  登高车租赁      约束条件端梁通过四个独立驱动的车轮安装在登高车主梁的轨道上，端梁的约束施加在端梁与车轮连接处，其中左端约束为UX、UY、UZ，右端约束为UY、UZ。

     极限状态值根据极限状态法规定，将屈服强度R除以抗力系数γm得到应力极限值limσ。查阅登高车设计手册，抗力系数γm取1.1。端梁采用材料为Q345，屈服强度R为345MPa。limσ=Rγm=313MPa.    有限元分析在四种不同工况下，分别对端梁进行有限元分析，得到端梁在不同载荷组合下的应力值并和应力极限值进行比较，分析优化空间。四种工况下有限元分析结果。起升工况下端梁的应力值为259.92MPa；竖直运行工况下端梁的应力值为234.93MPa；水平运行工况下端梁的应力值为247.54MPa；急停工况下端梁的应力值为247.54MPa。起升工况下端梁的应力值为最大，此工况是最不利工况，应力值小于应力极限值，有一定优化空间。

       灵敏度分析及优化设计:   灵敏度分析,  对小车架端梁截面尺寸中的厚度进行优化，首先对端梁板（1~9）的板厚（t1~t9）进行灵敏度分析，计算出对端梁体积影响较大的板厚，并作为设计变量。通过ISIGHT分析端梁各个板厚（t1~t9）对端梁体积的影响，灵敏度柱状图。为提高端梁结构的优化效率，将对端梁应力和体积灵敏度较大的板厚作为优化设计变量，故取设计变量x=［t1t2t3t4］T。

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      优化目的为端梁质量最小，端梁用材料均为Q345，故端梁的体积最小为目标函数。端梁的应力不超过应力极限值为约束函数。设计变量的取值区间分别为：t1［13，18］，t2［11，16］，t3［5，10］，t4［5，10］，单位为mm。应力极限值limσ为313MPa。可以将端梁优化问题描述为：minV=f（x）s.t.limσ-σ（x）0tljtjtujj=1，2，…，4（7）进入ANSYS优化设计器OPT，对最不利工况载荷组合进行优化分析，选择子问题法对分析算例进行迭代，端梁的最大等效应力随着迭代次数的变化情况。通过优化分析，优化尺寸在满足端梁设计要求下，将端梁的体积从30.15dm3减小到25.78dm3，将质量减轻了14.5%。

   传统登高车设计中存在应力、材料强度、登高车承受载荷等随机变化的不定性因素，导致设计结果出现过分保守或较为不安全的情况。极限状态法综合考虑了载荷情况、材料的性能和研究对象的实际工况，采用分项载荷系数来分析结构是否满足设计要求，能够反映不能载荷在不同工况下对结构安全度的不同影响。通过ANSYSAPDL分析小车架端梁在所有工况下载荷组合对结构的影响，分析出最不利工况。将对端梁体积灵敏度最大的几何尺寸作为设计变量，对端梁进行优化设计，提高了优化效率和精度，在满足设计要求的同时达到端梁质量最轻的目的，将质量减轻了14.5%，对于考虑不定性因素的登高车轻量化研究有一定参考价值。

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