摘要
转台与臂架作为高空作业平台的主要承载部件，其力学性能很大程度上影响着整车作业的安全可靠性。在增加工作平台的举升高度的同时，如何保证臂架与转台的力学性能满足要求成为了高空作业平台结构设计的重点研究内容。 本文通过ANSYS的APDL语言与MATLAB联合编写双向渐进结构优化算法及数值实现程序。利用所编写的程序，对高空作业平台臂架截面与转台结构进行拓扑优化，分别得到材料最优分布形式。最后根据拓扑优化结果对结构进行进一步修整，得到完整臂架与转台结构，并将臂架与转台进行装配整机分析。主要研究内容如下： (1)分析了双向渐进结构优化(BESO)方法的基本思想并给出对应的算法流程。并针对“软杀法”进行详细说明；开发了MATLAB与ANSYS联合仿真程序，成功实现了用BESO优化算法调用结构有限元分析软件进行复杂工程结构拓扑优化。 (2)采用BESO法对高空作业平台臂架截面形状与转台侧板结构进行拓扑优化，以危险工况为优化工况，基于柔度准则进行优化设计，得到臂架截面的最佳形状为矩形结构，转台侧板为桁架结构，并对最后的结构进行形状修正。 (3)将三种不同宽高比截面的臂架与转台进行装配并进行整机静力分析，分析了臂体矩形截面宽高比对臂体性能的影响，得出最佳截面宽高比。最后在全工况下对该最佳整机结构进行强度刚度校核，校核结果表明该结构安全，同时验证了此次优化设计的合理性与可行性。优化结果可为实际工程设计提供参考。
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