近年来随着国家一带一路战略的展开,国内外基础设施建设大规模开展,工程机械市场日趋红火,混凝土泵车的市场需求量日益增加。混凝土泵车是一种将混凝土泵送到一定高度和距离进行浇筑的工程机械,具有便于转移、效率高、灵活性好等特点。因此,混凝土泵车的运用十分广泛。现阶段,混凝土泵车的发展呈现出智能化、轻量化等趋势。臂架系统是实现混凝土泵车主要功能的重要系统,担负了泵车输送混凝土和布料的任务。臂架系统面临的工作情况多种多样,应力情况复杂,因此对臂架系统进行专门的研究是十分有意义的。本文将以混凝土泵车臂架系统作为研究对象,建立臂架系统有限元模型,开展有限元计算,分析臂架系统的强度与刚度。然后对臂架系统进行应变测试,验证有限元计算的准确性并修正计算载荷。最后,根据计算结果对臂架系统实施板厚优化,降低臂架重量。具体的工作内容如下:首先,对混凝土泵车做一个简单的说明,简单介绍一下国内外的混凝土泵车发展现状,对未来混凝土泵车的发展趋势做一个判断。阐述本文课题研究的价值和必要性。其次,对臂架系统分别实施小变形计算和大变形计算。首先对厂方提供的几何模型进行网格划分,建立有限元模型。在众多的臂架工况中选取128个典型工况进行线性有限元计算,对臂架系统各部件的应力情况有初步的了解。然后对臂架全伸展水平工况和反折工况进行大变形计算,研究臂架是否有板件存在屈曲现象,臂架水平工况采用大变形计算是否比小变形计算更加精确。将线性计算与非线性计算的结果进行对比,分析进而找出臂架系统的危险工况和臂架系统各个构件的应力超标的区域,较全面地掌握整个臂架系统的应力分布情况,为下一步优化臂架结构,改进臂架的应力分布情况提供数据依据。在结束了对臂架系统的有限元计算后,开始臂架系统的应变测试。首先制定应变测试方案,选取水平工况作为测试工况,使用无线应变测试系统对臂架系统进行测试。根据有限元计算结果及测点选用原则在三、四、五节臂架和连杆上选取26个测点进行测试。计算测试中各个臂架的载荷分布。通过测试臂架端部从地面?水平?至高点?水平?地面的过程得到各个测点在该过程中的应变曲线。在得到各个测点的测试数据后,整理数据与计算结果进行对比、分析,验证有限元计算计算的正确性并修正计算载荷。最后,结合有限元计算数据和应变测试数据,选取部分臂架板件进行板厚改进,降低臂架系统重量。先制定板厚修改方案,确定调整板厚的板件和调整的板厚。然后,应用ANSYS软件再次进行静力计算,查看臂架系统的应力计算结果,看看臂架系统各个构件是否有应力过大,应力分布不合理的地方,根据计算得出的数据判断是否需要进一步修改方案。