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设计·计算
DesignandCalculation
混凝土泵车摆动支腿结构轻量化优化分析
亢晨钢，白建军，李岩，韩彪
徐州徐工施维英机械有限公司
摘要I以某型混凝土泵车摆动支腿为研究对象，应用ANSYS软件对其进行刚度、强度校核，得出支腿结构刚度、强度
都满足设计要求，并且仍有一定的余量，进而应用优化模块，对支腿各板厚进行优化，以总体积为目标函数，刚度、强度
为约束条件，各板件板厚为设计变量，通过软件的优化选代计算，得到支腿结构板厚非整数最优解，再通过板厚圆整计
算，得到最终板厚整数最优解，从而实现支腿结构轻量化的目的，为系列支腿产品的优化和改型设计提供数据支持，提
升设计效率。
关键词：混凝土泵车；支腿结构；轻量化；优化分析
混凝土泵车是一种重要的建筑用工程机械，主要由优化设计领域。
臂架、转台、底座、前后支腿、副车架、底盘和泵送系统等对Pro/E模型进行中面提取和几何处理，划分网格，
组成，系统各部件间存在着耦合作用叫。添加有限元信息，建立支腿结构细化模型，应用ANSYS
摆动支腿的结构相对简单，由十几块板材拼焊成箱软件对其进行有限元分析3。支腿结构有限元模型见图1。
形结构，截面呈等强度分布，内有筋板，泵送时为悬臂梁
Solid185单元
结构，应用材料力学、弹性力学等力学方法对其进行解析
Shel1181单元
法设计、校核是可行的，但是对于支腿结构板厚的轻量化
设计，解析法就略显困难。本文应用ANSYS的软件优化
模块(DesignOpt），对设计相对保守的摆动支腿各板厚进
行迭代优化，最终得到板厚的整数最优解，进而实现结构
轻量化目的[2。本文研究所涉及的泵车型号为HB52,对其
摆动支腿进行研究。Link180单元
图1有限元模型图
1有限元模型实体单元采用Solid185单元，板单元采用Shell181
有限元3-1软件ANSYS具有诸多优点，广泛应用于壳单元模拟；杆单元采用Link180单元模拟。
作者简介：亢晨钢（1983一），男，山西原平人，高级工程师，硕士，研究方向为工程机械整机设计。
80工程机械2025·1
工程私械
第56卷1第1期
总第615期
NODALSOLUTION
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2约束、载荷
初级会计持证人
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