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文档简介

伸缩臂式擦窗机吊臂结构的力学分析与优化研究随着我国建筑行业的快速发展,擦窗机作为外墙面清洗、维护和安装的的专用设备,其应用越来越广泛。目前,我国已成为当今最大的建筑市场,保持它的美观、清洁对其外表面施工、维护的作业设备提出了新的课题。吊臂结构是擦窗机最重要的承载部件,其力学性能的好坏对整机的工作性能至关重要。因此,本文以应用最广泛的伸缩臂式擦窗机为研究对象,对重要承载部件——吊臂结构进行力学性能分析,在结构优化分析的基础上,获得改进的吊臂结构,为伸缩臂式擦窗机的研发与技术进步奠定基础,对同类产品的设计与研发具有一定的指导意义。本文首先依据欧洲标准和擦窗机新国标修订稿,建立吊臂结构力学模型,获得其在典型工况下结构力学特性,利用APDL语言参数化有限元模型,对其进行强度、刚度和屈曲分析,获得了各节臂的应力、位移分布图以及临界载荷,且验证了有限元模型的有效性,为结构动态分析与优化提供依据;其次,结合整机结构和承载特点,建立吊臂结构四自由度、三自由度、二自由度和单自由度系统振动模型,获得简化的自振频率计算方法和最优振动模型,利用ANSYS进行模态分析、谐响应分析和瞬态分析,提取出位移较大质点位置、相对位移值以及共振频率范围。最后,依据吊臂的主要失效形式,针对不同搭接量、不同搭接形式(滑块和滑轮)分别进行了不同方案结构性能的对比分析,获得了最优的搭接量、搭接位置以及搭接形式;利用ANSYS优化模块,对吊臂结构进行轻量化研究,获得合理截面尺寸,并对优化后方案进行静力学分析,验证了分析的正确性,对同类产品的研究具有一定实践意义。本文以CWGS250伸缩臂式擦窗机吊臂结构为研究对象,基于结构力学研究方法、振动力学研究方法及有限元理论,对典型工况下的吊臂结构进行力学分析及结构优化的研究,结果显示,调整搭接量、搭

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