王红玲，单东升，高　媛

（1.大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116024；2.北方重工集团有限公司，沈阳110141）

压裂车车架结构尺度优化设计方法研究

王红玲1，单东升2，高媛1

（1.大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116024；2.北方重工集团有限公司，沈阳110141）

压裂车车架作为整车主要承载部件，应当具备足够刚度、强度以及良好的动态特性。基于结构优化设计理论和方法，对某型压裂车的车架结构尺寸进行优化设计。建立优化设计数学模型，引入灵敏度分析、确定对结构性能影响较大的参数作为优化设计变量。以车架总体积为优化目标函数，选取4种典型工况下刚度、强度以及前3阶固有频率为性能约束，基于ANSYS参数化设计语言APDL创建优化分析文件，利用OPT优化模块进行优化设计。性能对比分析表明，车架优化后性能得到很大改善，对车架结构设计具有一定的指导意义。

压裂车；车架；优化设计；灵敏度分析

压裂车作为油田压裂关键设备，用来执行高压大排量油田增产作业。压裂车车载设备的质量较大，行驶路况较差。压裂过程中压裂泵产生冲击载荷较大，车架作为主要承载部件，既要承受弯曲、扭转等多种载荷及路面不平引起的振动，又要承受压裂作业时压裂泵产生的冲击载荷，应当具有足够刚度、强度以及良好的动态特性以保证整车安全性与稳定性。

车架结构设计已逐步从假设-分析-校核-重新设计的传统设计转变为建模-分析-搜索-最优设计的优化设计，结构优化设计可分为3个不同层次：拓扑优化、形状优化以及尺寸优化。……