许洪斌， 秦飞龙， 杨长辉， 刁富强， 康松林

（重庆理工大学a.汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室；b.机械工程学院，重庆400054）

0 引言

装载机是现代工程建设中应用非常广泛的一种施工机械。装载机集铲、运、装、卸等作业功能于一体，提高了工程建设的效率和质量，降低了工作劳动强度，减少了资源浪费，在工程建设中发挥了重要作用［1］。装载机执行机构是装载机必不可少的重要组成部分，其性能直接影响整机工作性能和工作效率，并在很大程度上决定了装载机的市场竞争力［2］。

由于执行机构的重要性，同时考虑整机的特性和经济性，对执行机构进行轻量化研究尤为重要［3］。本文以装载机执行机构千秋架为研究对象，采用拓扑优化方法对千秋架进行优化。

图1 执行机构三维模型

1 装载机动态仿真

1.1 执行机构建模

装载机的执行机构主要由铲斗（GH）、动臂（DG）、千秋架（EF）、连杆（CE）、底座（AB）、举升液压缸（AD）、转斗液压缸（EH）共7个部分组成。各构件之间采用铰链连接，在SolidWorks中建立执行机构三维模型如图1所示。

1.2 建立执行机构虚拟样机

将执行机构三维模型导入ADAMS中，建立执行机构的虚拟样机。其中，执行机构材料主要是Q235钢，其弹性模量为2.07×105MPa，泊松比为0.29，密度为7.801×10-6kg/mm3。

1.3 工况选择及外载荷计算

装载机是一种自行式工程机械，其作业过程包括铲、装、运、卸等。其工作循环由前进、铲装、后退、转向、前进、卸料等动作组成。执行机构的作业过程通常由下5种典型工况组成［4］：地面插入工况；联合工况；铲取工况；……