轮胎移动式破碎筛分站作为一种矿产资源开采的设备,被广泛应用在岩石、矿石、混凝土等物料的破碎筛分作业中。其中,主桥架作为轮胎移动式破碎筛分站重要的承载部件,其性能的优劣将直接决定着该台机械设备的寿命。然而,目前主桥架的研发工作主要依靠传统经验方法,缺少与现代设计分析技术的结合。这样,不可避免会因为结构局部应力过大引起过早疲劳断裂、材料难达到最佳结构效能引起过于笨重等问题。这些问题的存在,将严重影响轮胎移动式破碎筛分站设备的效率,还降低了产品的市场竞争力。因此,本文将对轮胎移动式破碎筛分站的主桥架进行结构优化设计,进而实现轻量化目标。本文主要完成以下研究工作:(1)利用Solid Works三维软件建立主桥架的结构模型,并通过ANSYS Workbench有限元分析软件对原设计的主桥架进行静动态特性校核,找出并重点分析主桥架结构的不足之处。结合实际工况,制定适合主桥架结构轻量化设计的方案和详细的技术路线,为进一步主桥架轻量化的研究指明方向。(2)对存在严重问题的横梁进行结构仿生设计。分析了竹子的宏微观特性,利用相似理论建立了横梁与竹子的桥梁,将竹子的宏微观结构特点运用到横梁的结构仿生中。通过有限元分析对比方法对结构仿生法设计的横梁进行评价,确定横梁的结构构型。(3)对结构改进后的主桥架进行轻量化设计。利用灵敏度分析的方法确定仿生型横梁中参与后续工作的设计参数,其与主桥架整体结构的设计参数共同组成数学模型中的设计变量,并以主桥架的最大等效应力和质量作为目标函数,建立破碎筛分站主桥架尺寸优化的数学模型。通过多目标参数优化技术获得了主桥架的最优尺寸参数。