***主要研究工作如下: (1)根据高空作业平台工作机构的典型工况设计了可行的实验方案,测试出典型工况下变幅缸和上、下平衡缸的位移,获得了大量的实验数据,并对其进行分析处理,为建立高空作业平台工作机构动力学模型、进行仿真与分析作了必要的准备。 (2)应用三维建模软件pro/e和多体系统动力学仿真分析软件adams创建了高空作业平台工作机构的动力学模型,并对其进行了仿真分析。通过对动力学模型仿真结果和实验测试数据的分析、比较,发现调平机构中的上平衡缸存在着滞后现象。 (3)应用液压、机械系统建模仿真及动力学分析软件amesim和多体系统动力学仿真分析软件adams将调平机构液压模型和动力学模型有机地结合在一起,建立了高空作业平台调平机构的全系统仿真模型,实现了联合仿真。 本文针对简单的六边形截面形状伸缩臂,基于叠加原理提出了整体弯曲应力叠加局部弯曲应力的伸缩臂接触区应力解析计算数学模型。该模型首先计算在额定载荷作用下臂体整体弯曲应力,然后将接触区的臂体分离出来,建立局部分析模型求解局部弯曲应力,后将这两项应力叠加得到接触区的总应力。在局部应力分析模型中,提出了臂体间接触载荷沿滑块边部狭窄区域分布的假设,该假设较传统的臂体间接触载荷沿滑块整个表面均匀分布的假设更符合实际情况。针对较复杂的八边形截面形状伸缩臂,建立了参数化有限元模型。采用面面接触单元来模拟伸缩臂臂体与滑块之间的接触关系,选择危险工况对伸缩臂进行了有限元静力结构分析,通过与实验样机的应力测试结果进行比较,验证了有限元分析结果的准确性。为提高伸缩臂整体模型计算效率,同时保证臂体接触区域应力计算精度,本文开发了平衡力系边界条件子模型方法:将从整机粗网格模型分析结果提取的平衡力系边界条件施加到准确构建的子模型来准确求解局部结构应力。当由于整体模型简化,使得局部几何模型的刚度与真实结构刚度有显著差异时,该方法解决了应用传统子模型方法将从整机模拟结果得到的位移插值边界条件直接施加到重新构建的准确子模型的边界来求解导致子模型边界应力与整机模型中的应力相差甚远的问题。该方法也为大型机械的局部结构分析提供了一种有效的分析方法。应用新开发的子模型方法,分析了滑块几何参数对八边形截面伸缩臂臂体间接触区域应力影响规律,为滑块尺寸优化设计提供了理论依据,使其能够充分降低接触区域应力。后对某八边形截面伸缩臂结构进行了优化设计,以伸缩臂截面几何形状参数以及相邻臂体搭接长度参数为设计变量,以伸缩臂结构的***等效应力为强度约束条件,变幅平面***静位移和回转平面***静位移为刚度约束条件,以薄壁件的局部屈曲为结构失稳约束条件,实现了臂体轻量化设计。新子模型法的运用使结构优化效率显著提高,优化后臂体结构满足强度、刚度设计要求,与传统设计相比减重量达17.8%,优化后伸缩臂结构已经应用于新产品。, 随着城镇化建设的快速发展,城市建筑向高大和多样性方向发展,高层建筑、体育场馆、机场候机楼、宾馆等建筑的内外立面和大堂空间结构安装、清洗、维护和装饰作业的需求越来越多,对适合于此类建筑物施工的设备需求量与日俱增。采用适合高大空间施工作业、移动方便的高空作业平台,可实现施工效率高、施工速度快、使用、节能环保等优势,是实现高大建筑空间施工作业要求的***设备。 伸缩臂是高空作业平台的重要承载部件之一,也是整机结构强度相对薄弱的部分,其力学性能对机械的正常运转有直接影响。本文依托国家科技支撑计划项目《无脚手架安装作业装备技术研究与产业化开发》(项目编号：2008baj09b07),结合pro/e和大型有限元通用程序ansys建立伸缩臂结构的有限元模型,根据《起重机设计规范》对伸缩臂的载荷及约束进行简化处理,并对其结构进行了有限元结构分析,从而求得伸缩臂结构在几个典型工况下的静态变形和应力。根据分析结果,将伸缩臂结构重量轻作为优化设计的目标,采用ansys的优化平台,提取截面特性,建立伸缩臂结构优化问题的数学模型,对其截面进行尺寸优化。针对该型高空作业平台的伸缩臂变幅铰点位置确定,依据多目标优化理论和理想点法,建立了变幅铰点优化的数学模型,并对其求解,得出优化结果。, 如何在恶劣的隧道施工环境下架设混凝土湿喷机机械手伸缩臂喷射头等作业工具来替代人工作业的问题。通过深入研究流动式起重机和混凝土湿喷机机械手伸缩臂的工作特点,综合分析两者,类比技术成熟的流动式起重机伸缩臂技术后,提出了机械手伸缩臂总成的设计方案,并由此展开对机械手伸缩臂及其俯仰机构系统优化的研究。具体工作内容如下： 首先,本文对国内外的伸缩臂发展做了简要介绍,展现了该湿喷机机械手采用伸缩臂结构的前景。在系统分析流动式起重机伸缩臂各款结构的基础上,提出了圆角矩形截面机械手伸缩臂的设计方案。 其次,通过研究湿喷机机械手伸缩臂的各种工作状态和载荷情况,确定了该伸缩臂9种典型的工况。由类比流动式起重机的传统理论计算和验证校核方法,对该伸缩臂结构进行了详细的设计,包括了伸缩臂布置与连接方式、构造尺寸以及变幅铰点等关键参数。, th2506型伸缩臂叉装车是一款紧凑型伸缩臂叉装车,它将传统叉车的装卸功能与伸缩臂式结构相结合,可以快速换装多种作业属具,实现叉、铲、吊等多种作业功能,实现了一机多用,在农业生产的秸秆搬运、堆垛环节发挥了重要作用。 本文以th2506型伸缩臂叉装车伸缩臂为研究对象,应用工程力学知识分析计算了伸缩臂危险截面应力状况,并进行了强度校核；采用solidworks数字化设计方法实现伸缩臂结构的参数化建模,结合有限元分析方法和solidworks软件cosmosworks模块建立了伸缩臂结构的有限元模型,准确模拟了伸缩臂结构实际工况,分析了各工况下伸缩臂结构应力应变现象；对伸缩臂结构进行了应变电测实验,对伸缩臂结构多种工况下的受力情况进行分析；并通过理论计算与有限元分析结果的比较和应变电测实验与有限元分析结果的比较,验证了伸缩臂结构有限元模型的合理性；在此基础上使用cosmosworks模块的优化设计功能对ⅲ级臂矩形截面尺寸进行了优化；后对伸缩臂进行局部稳定性分析；本课题在保证伸缩臂结构性、稳定性的基础之上实现了该型伸缩臂叉装车伸缩臂的轻量化设计