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随着我国建筑幕墙、钢结构安装等行业的快速发展,施工平台作为高空施工装备的重要组成部分,在幕墙安装、电梯安装等建筑施工中的使用日益广泛。目前,单片重量超过500kg的幕墙逐渐增多,而国内现有的施工平台的承载能力大都在250kg~800kg之间,载重量超过2000kg的大载荷施工平台尚属空白,对大载荷施工平台的需求日渐突出。悬挂机构是整个施工平台系统的支撑固定机构,悬挂机构的可靠、有效工作对整个系统至关重要。因此,本文以研发的ZLP2000大载荷施工平台为研究对象,对重要承载部件——悬挂机构进行结构分析,在结构优化分析基础上,获得改进的悬挂机构结构,为大载荷施工平台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。 本文首先依据结构力学分析原理,建立悬挂机构结构力学模型,对悬挂机构超静定结构进行力学分析,确定其结构薄弱环节,提出改善结构薄弱环节的方法,借助辅助设计工具对分析过程中的关键问题予以优化分析,得到初步改进的悬挂机构结构方案。其次,依据有限单元法的基本原理,确定初步改进悬挂机构结构的简化原则及边界条件处理方法,利用参数化设计语言APDL对该结构进行参数化建模,并建立优化数学模型,利用ANSYS尺寸优化模块对悬挂机构进行轻量化研究,得到了优化方案结果。最后,对悬挂机构重要构件——连接套,进行了不同方案计算结果分析对比,并以改进后的悬挂机构结构建模,结果进行了分析比对,并以改进后的悬挂机构结构的几何尺寸建模,提出了一种精确计算钢丝绳滑轮结构有限元处理方法;并对整体结构进行静力学分析,获得了两种工况下的最大应力值及位移值,与传统计算结果吻合,验证了分析的正确性。另外,基于特征值屈曲及有限元理论,分析了该结构的整体稳定性和局部稳定,获得了最大临界力,对同类产品的稳定性研究有一定实践意义。 本文采用ZLP2000大载荷施工平台悬挂机构为分析原型,利用结构力学分析法及有限元法相关理论,对大载荷作用下的悬挂机构进行结构优化分析,结果显示:其结构质量同比减少11.2%,优化效率良好,为相关产品的设计与研发提供了有效参考。