伸縮臂式擦窗機(jī)吊臂結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析與優(yōu)化研究

伸縮臂式擦窗機(jī)吊臂結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析與優(yōu)化研究隨著我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展,擦窗機(jī)作為外墻面清洗、維護(hù)和安裝的的專用設(shè)備,其應(yīng)用越來越廣泛。目前,我國(guó)已成為當(dāng)今最大的建筑市場(chǎng),保持它的美觀、清潔對(duì)其外表面施工、維護(hù)的作業(yè)設(shè)備提出了新的課題。吊臂結(jié)構(gòu)是擦窗機(jī)最重要的承載部件,其力學(xué)性能的好壞對(duì)整機(jī)的工作性能至關(guān)重要。因此,本文以應(yīng)用最廣泛的伸縮臂式擦窗機(jī)為研究對(duì)象,對(duì)重要承載部件——吊臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)性能分析,在結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析的基礎(chǔ)上,獲得改進(jìn)的吊臂結(jié)構(gòu),為伸縮臂式擦窗機(jī)的研發(fā)與技術(shù)進(jìn)步奠定基礎(chǔ),對(duì)同類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與研發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。本文首先依據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)和擦窗機(jī)新國(guó)標(biāo)修訂稿,建立吊臂結(jié)構(gòu)力學(xué)模型,獲得其在典型工況下結(jié)構(gòu)力學(xué)特性,利用APDL語言參數(shù)化有限元模型,對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和屈曲分析,獲得了各節(jié)臂的應(yīng)力、位移分布圖以及臨界載荷,且驗(yàn)證了有限元模型的有效性,為結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析與優(yōu)化提供依據(jù);其次,結(jié)合整機(jī)結(jié)構(gòu)和承載特點(diǎn),建立吊臂結(jié)構(gòu)四自由度、三自由度、二自由度和單自由度系統(tǒng)振動(dòng)模型,獲得簡(jiǎn)化的自振頻率計(jì)算方法和最優(yōu)振動(dòng)模型,利用ANSYS進(jìn)行模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析和瞬態(tài)分析,提取出位移較大質(zhì)點(diǎn)位置、相對(duì)位移值以及共振頻率范圍。最后,依據(jù)吊臂的主要失效形式,針對(duì)不同搭接量、不同搭接形式(滑塊和滑輪)分別進(jìn)行了不同方案結(jié)構(gòu)性能的對(duì)比分析,獲得了最優(yōu)的搭接量、搭接位置以及搭接形式;利用ANSYS優(yōu)化模塊,對(duì)吊臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行輕量化研究,獲得合理截面尺寸,并對(duì)優(yōu)化后方案進(jìn)行靜力學(xué)分析,驗(yàn)證了分析的正確性,對(duì)同類產(chǎn)品的研究具有一定實(shí)踐意義。本文以CWGS250伸縮臂式擦窗機(jī)吊臂結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,基于結(jié)構(gòu)力學(xué)研究方法、振動(dòng)力學(xué)研究方法及有限元理論,對(duì)典型工況下的吊臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究,結(jié)果顯示,調(diào)整搭接量、搭