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作者：任非凡;樊传岗;孙付仲;史明杰;孙殿富;
单位：南京工业大学机械与动力工程学院;常州新兰陵电力辅助设备有限公司;
摘要：随着高空作业车的不断发展，臂架的轻量化需求日益突出。高空作业车在作业时臂架所处的工况复杂多变，但是传统的多工况拓扑优化法难以对模型随工况变化甚至还含有非线性接触问题的复杂模型进行求解，针对这一问题，提出了一种改进的多工况拓扑优化方法。以某型号桅柱式高空作业车的变幅臂为研究对象，首先建立动力学和有限元模型，利用Adams软件对其进行动力学分析，提取相应工况下的载荷施加至有限元模型，利用Ansys软件实现变幅臂的多工况有限元仿真，并通过变形与应力实验验证了有限元模型的正确性；其次运用变密度法、线性加权法、层次分析法并结合多目标WES0模型，确定了其多工况拓扑优化的数学模型；最后用Ansys软件对其进行优化求解，对解得的拓扑结构进行重构，并重新进行仿真与实验校核。结果表明：优化结构在刚度和强度均有不同程度提高的同时，质量减少了29.35%,实现了对该变幅臂的轻量化设计，证明了此方法的可行性，为今后类似复杂模型的多工况拓扑优化提供参考。
关键词：高空作业车;;臂架轻量化;;多工况拓扑优化;;子模型
基金资助：国家自然科学基金资助项目(51805246);; 江苏省自然科学基金资助项目(BK20180704)
