伸缩臂擦窗机有限元分析及优化设计

发布时间：2018-09-18

随着建筑维护设备-擦窗机的广泛使用,其结构的可靠性,安全性和经济性也日益受到重视。对结构进行仿真和有限元分析是检验其可靠性和安全性的主要方法,而对擦窗机结构采取优化设计则是提高其经济性,节省材料、节约成本的主要方法。 本文应用结构分析的基本理论及有限元方法,选择擦窗机的主要承力部件—伸缩臂作为研究对象,进行了结构分析及优化设计工作。首先利用大型计算机辅助设计软件Pro/E对其进行了参数化建模,并区别于传统建模方法,应用Pro/E的焊接模块将伸缩臂各零件之间的焊接信息融入参数化模型中;其次对擦窗机进行了工况分析和力学计算,并分析得出伸缩臂承力较大的两种危险工况,并采用大型通用有限元分析软件ANSYS对伸缩臂在危险工况下的应力应变情况进行了分析,对伸缩臂的可靠性和安全性进行了验证。验证发现伸缩臂的设计趋于保守,具有很大的优化空间。最后,利用ANSYS的OPT优化设计模块,选择箱型臂截面的宽度、高度和钢板厚度作为设计变量,总体积(即总重量)最小作为优化目标,对伸缩臂进行了结构优化,得出了比较理想的优化结果。