混凝土泵车动态优化研究(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表时间:2007-06-29 人气:1

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2.2.3 性能约束
　　对一阶频率约束，由泵车结构有限元模型模态分析可知，其结构的一阶频率为0.38076Hz，频率束为：1-(ω1/[ω1]）≥0，其中 [ω1]=0.3Hz。
2.2.4 尺寸约束
　　把设计变量的边界约束范围定为30%。

3 优化结果分析
　　混凝土泵车的一阶频率以及目标函数的优化结果如图2所示。
经过六次迭代以后，一阶频率收敛到0.32493Hz，一阶频率减少了约14.66%。结构质量达到11144.052kg，减少了568.37kg。
　　对优化后的模型进行静强度分析，底座部分的应力有所下降；臂架系统中，臂架一的臂身上的应力分布由4.51MPa～267MPa变化为4.51MPa～330MPa；臂架二的臂身上的应力分布4.08MPa～237Mpa化为41.2MPa～337MPa；臂架三、臂架四等部分应力变化很小，各个连杆的应力变化也很小。

4 结论
　　以降低泵车一阶固有频率为性能约束，以结构总质量最小为目标函数，对泵车臂架部分进行了结构优化，优化后的结构一阶频率由原来0.38074减小到0.32493Hz，一阶频率减少了14.66%，结构质量达到11144.052kg，减少了568.37kg。从而在结构总质量有所减少且应力变化不大情况下使结构一阶固有频率有较大的降低，从而避免系统发生共振，以改善泵车的振动性能。另外随着结构总质量的降低，减小了成本。

　　　　　　　　　　　　参考文献
1 沃德等编. 白化同等译. 模态分析理论与实验. 北京
理工大学出版社，2001：266-270
2 高健编. 机械优化设计基础.科学出版社，2000：2-5
3 马迅等. 基于有限元法的结构优化与灵敏度分析.
机械科学与技术，2002.7：558-561.

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