李海波 杨刚 张进

1. 湖南响箭重工科技有限公司 湖南 常德 415106；

2. 台州科技职业学院 浙江 台州 318020

引言

随着基建项目的大力开发，混凝土泵车的应用越来越广泛[1-3]。混凝土泵车是一种集成泵、支撑机构、布料杆于改装卡车底盘上以实现混凝土高效泵送的特种工程机械[4]。混凝土泵车各部件间存在着耦合作用，泵车的负载、重量、尺寸、倾覆力均随臂架的加长而增大[5]。随着施工需求的持续升级，对臂架系统及节数的需求日益提升。因此，在确保臂架强度及刚度满足安全的情形下，泵车的轻量化设计意义十分重大。本研究基于泵车几何模型，建立每一节臂和连杆、转台单独的有限元模型，结合Adams有限元分析软件对不同工况下臂架一的应力及变形情况进行分析，在确保安全、可靠的前提下，进一步优化臂架设计。

1 模型的建立

1.1 臂架有限元模型

图1 臂架有限元模型

根据几何模型，建立每一节臂和连杆、转台单独的有限元模型，其中，臂架有限元模型如图1所示，采用片体单元进行有限元模拟，片体取臂架截面的内表面。臂架、连杆和转台有限元网格大小按照15-30mm进行划分，单元类型为QUAD4及少量TRIA3板壳单元，臂架两端网格细化。臂架分析中，输料管、销轴、三角连杆采用梁单元进行仿真模拟，油缸和直连杆采用杆单元进行仿真模拟。臂头用杆单元模拟一个连杆（臂架一为油缸），臂尾用杆单元模拟油缸和直连杆，梁单元模拟三角连杆和下一节臂。

1.2 臂架工况与载荷

载荷主要包括以下几个部分：