基于Design Exploration的叉车护顶架模态优化设计.pdfVIP

学兔兔 缸 械 设计-计算 DesignandCatcutation 第46卷 I第6期 总第 500期 基于 DesignE‘xploration的 叉车护顶架模态优化设计 曾庆懿 ’，邹志华 ，张少波 ’ 1．广西柳工机械股份有限公司；2．华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室 摘 要 l为提高某型叉车护顶架的整体刚度，使护顶架模态频率避开发动机最高转速激励频率，避免共振，需要对护顶架的结 构进行优化。而护顶架的宏观结构、安装方式等已经确定，不允许有太大改动。在护顶架模态仿真与试验验证的基础上 ，考虑护 顶架立柱截面尺寸的优化。运用ANSYSDesignExploration优化设计技术 ，得出各参数对关注频率的灵敏度，从而确定主 要优化参数，达到设计 目标。 关键词：模态分析 ；共振；优化设计；灵敏度 内燃叉车中以配置带护顶架敞开式驾驶室的机型最 动机罩与护顶架进行分离试验，测得护顶架对座椅的振动 为普遍。叉车叉举货物时，护顶架起着防砸防落物，保护 贡献量达40％，因而护顶架减振对司机座椅的振动控制有 司机生命安全的重要作用，是叉车上不可或缺的部件。同 重要影响，应优先考虑护顶架的减振设计。目前国内叉车护 时，内燃叉车的护顶架普遍起着安装照明大灯，连接发动 顶架的减振研究多是关于护顶架的动态特性分析旧、仿真 机罩的作用(参见图1)，护顶架的振动过大直接影响大灯 模态与试验模态的相关性分析翻，少有对护顶架结构改进和 使用寿命；振动通过发动机罩传递到座椅，还会影响司机 优化设计并找出影响护顶架振动的关键参数的研究。 的操作舒适性，而过大的振动暴露让操作者疲劳易躁 ，不 本文在护顶架模态仿真与试验模态验证的基础上， 仅降低司机工作效率，甚至危害司机健康。因而降低护预 结合Creo参数化建模和ANSYS优化设计技术 ，以提升 架及司机座椅振动，对提高叉车产品品质，提升市场竞争 护顶架刚度、避免共振为 目标，计算相关参数相对于对应 力有重要作用。 模态频率的灵敏度，找出影响护顶架模态的关键结构尺 在已充分考虑发动机减振且车架不允许改动的前提 寸；最终确定结构改进和参数优化方案，为设计工程师提 下，为研究护顶架振动对司机座椅的影响，对某型叉车的发 供参数输入。 作者简介 ：曾庆懿 (1988一)，男，湖南邵阳人，研究方向：工程机械振动噪声研究。 一6 l33 学兔兔 学兔兔 学兔兔 学兔兔 学兔兔 设计 ·计算 DesignandCa1．cutation 由表6可知，优化后前立柱大灯安装位置、后立柱机 表 5 护顶架优化前后前 6阶模态对 比 罩安装处、座椅及方向盘处振动加速度分别下降了46％， 优化前 优化后 对比 34％，37％及27％，该护顶架优化方案有效降低了护顶架振 动，减小了照明大灯振动失效的风险，司机座椅、方向盘 阶数 频率 ／Hz 阶数 频率 ／Hz 频率提升 ／Hz 振动感受亦明显改善。 1 13．9 1 20．6 6．7