基于拓扑优化理论和有限元方法,采用OptiStruct对某型叉车油缸支座进行了拓扑优化分析。得出最优材料分布方案后,对油缸支座进行结构重新设计。结果表明,拓扑优化后油缸支座的刚度和强度都比原始设计的要强,质量也更轻。

以油缸支座和拖板2个典型零件为例进行设计。分析了油缸支座和拖板的受力,并建立了焊接油缸支座和拖板模型。对焊接油缸支座和焊接拖板进行了力学分析,得到了焊接油缸支座和焊接拖板在钻机极限工况下的应力应变图。结果表明该焊接支座和焊接拖板满足设计要求,为后续钻机焊接件改造提供了依据。

介绍了自卸车T式举升机构的特点,采用多柔体动力学方法建立起T式举升机构模型,经过分析得出运动副受力曲线和杆件的力学云图,并且找出举升过程几个典型危险工况;在每个危险工况下发现油缸支座上应力水平较低,对材料的利用率较小,说明零件结构具备优化潜力;然后介绍了变密度拓扑优化方法,应用变密度法对油缸支座进行实体空间拓扑优化,得出了油缸支座的空间材料最佳分布图,结合生产工艺,把优化结果圆整处理,最后得出了优化设计的工程图.

通过应力测试和有限元分析对摆出油缸支座的开裂现象进行讨论,提出了3种可行的油缸支座形式。最后对3种结构形式进行简单的实用性分析,选择合适的样式进行设计改善。