空间杆件结构的轻量化设计.pdfVIP

空间杆件结构的轻量化设计 蒋 权 孟文俊 王 玺 刘立鹏 1太原科技大学机械工程学院 太原 030024 2大连华锐重工集团股份有限公司 大连 116035 3河南卫华重型机械股份有限公司 新乡 453400 摘 要：利用Matlab对一个25杆结构件做分析，得到了结构尺寸变化时，杆件截面积变化对受力变化影响 的灵敏度。以灵敏尺寸作为优化参数 、结构体积作为优化 目标 、许用力作为约束条件对该空间杆件结构做了轻 量化设计。利用计算机仿真轻量化过程，在保证刚度的前提下可降低结构质量。结果表明，灵敏度分析是结构 轻量化设计的有效途径。 关键词：空间杆件结构；灵敏度分析；轻量化设计；Matlabsimulink 中图分类号：TG156 文献标识码 ：A 文章编号：1001—0785 (2014)02—0007—04 Abstract：Analysisisperformedfor25一barstructural elementusingMatlabtoworkoutthesensitivityofeffectof changesofbarcross—sectiononstresschangesasthestructuralsizevaries．Withthesensitivitysizeasoptimal parameter， thestructuralvdumeashteoptimaltarget，andpemr ittedforceashteconstraintcondition，lightweightdesignofhtespace barsturctureisperformed．Theweightreducingprocessissimulatedonthecomputertoreducehtesturcturemassunderthe premiseof maintainingtherigidity．Th eresultshowsthatsensitivityanalysisisaneffectiveapproachforweight—reducingde— signofthesturcture． Keywords：spacebarsturcture；sensitivityanalysis；lightweightdesign，MatlabSimulink ． 经验进行设计，以这种方式设计出的机构虽然符 0 引言 合国家标准的要求，但往往在应力、应变等方面 复杂的空间杆件结构广泛应用于工程实际中， 都具有较大的冗余 ，这不仅增加了成本，还造成 如电力行业的塔架及起重运输机械的桁架等。目 了材料及资源的浪费。近年来，随着社会 的进 前，复杂空间杆件结构多是基于经典力学及实践 步与发展，以及受环境和能源问题的影响，机械装 国家 自然科学基金资助项 目 管理的防范措施应从司机、指挥人员的安全素养 [6]田复兴 ．起重机械事故案例分析与预防[M]．北京： 培养人手，辅以完善的管理制度和合理规范的检 中国水利水电出版社 ，2005． [7]杨远程 ．地铁施工安全事故分析与评价方法研究[D]． 测检验周期，并密切关注设备外在使用环境的不 武汉 ：华中科技大学，2009． 利影响。 8『]JamiesonR．TheFallandRiseofaCraneOperator[N]．