孫寶林

摘 要：移動式單柱汽車舉升機的舉升托架是舉升機的主要受力構件之一，對其結構進行實用化設計并利用SolidWorks Simulation對其進行了有限元分析，結果顯示了最大應力和最大位移發(fā)生部位，并驗證了新設計的結構滿足強度要求，經(jīng)實際試驗與分析結果相符，減少了試制時間和成本。

關鍵詞：單柱汽車舉升機 舉升托架 有限元分析

中圖分類號：TH244 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（a）-0088-02

汽車舉升機是為了便于汽修工人維修操作，根據(jù)維修工況將汽車提升至合適高度的設備，在汽車維修保養(yǎng)行業(yè)中具有至關重要的地位。近年來，隨著國內(nèi)、外中小型汽車普及率的不斷提高，對于汽車維修保養(yǎng)的需求也隨之增加。移動式單柱汽車舉升機以其方便靈活、安全可靠的特點、得到了較廣泛的應用。移動式單柱汽車舉升機的舉升托架，工作時是主要受力構件之一，因此對其結構進行受力分析十分必要。本文應用有限元法對單柱汽車舉升機的舉升托架結構進行了分析，從而為產(chǎn)品的設計改進提供可靠的依據(jù)。

1 有限元模型的建立

1.1 設計說明

隨著企業(yè)對市場的開拓，產(chǎn)品結構也必須與市場的要求相適應。調查顯示，為適應底盤較低的汽車維修需要，國外市場對移動式單柱汽車舉升機底座及舉升托架前端高度的要求為≤95 mm。舉升托架的原設計針對國內(nèi)市場的需求，托架前端最大高度為115 mm（見圖1原設計）。為適應企業(yè)出口的需要，對原有結構做了改進設計，將舉升托架前端高度改為95 mm，在改型的同時，對舉升托架結構進行了初步受力分析，對有些部位結構做了調整和加強，如圖2新設計所示。新設計的結構由于前部高度降低是否滿足強度要求，須做分析驗證和實際檢驗。

1.2 建立有限元模型

對新設計的移動式單柱汽車舉升機舉升托架結構利用SolidWorks Simulation進行有限元分析。為了減少網(wǎng)格數(shù)量和提高求解速度，首先對舉升托架中的一些零部件及結構進行等效簡化處理并建立離散化網(wǎng)格模型。移動式單柱汽車舉升機舉升托架結構材料選用Q345，材料屬性如表1所示。

實際工作中，舉升托架的后部連接板用螺栓緊固在舉升機主體結構的舉升滑臺上，為便于分析計算，舉升機主體及滑臺視為剛體，則與其連接的舉升托架后部連接板應為固定約束，這樣既可以提高計算效率又不會對計算結果產(chǎn)生較大的影響。四個托臂的托盤位置為設計最大伸出尺寸且對稱分布，托臂與支撐管之間的連接設為無穿透接觸，設計載荷為3000 kg，均勻加在四個托臂托盤的上表面。建好的網(wǎng)格模型如圖3所示。

模型采用基于曲率的實體網(wǎng)格，單元數(shù)為512039，節(jié)點數(shù)833434，網(wǎng)格為高品質。

2 有限元分析

移動式單柱汽車舉升機舉升托架結構模型的靜態(tài)分析結果如圖4所示。

經(jīng)分析顯示，最大應力發(fā)生在舉升托架下部主托梁與槽型角筋板的連接部位約為201 MPa，最大位移在前部托臂的托盤頂端為18.95 mm。對于分析顯示的最大應力發(fā)生部位，由于其所受彎矩較大，因此在設計制造中應重點加強該部位的結構剛度并提高焊接質量。

移動式單柱汽車舉升機的主體結構材料為Q345，材料許用應力[σ]選220 MPa，設計允許最大位移量[δ]≤50 mm（根據(jù)文獻[4]的規(guī)定）。分析結果顯示新設計的舉升托架結構應力與位移均可滿足σ≤[σ]；δ≤[δ]。根據(jù)以上分析結果制作的移動式單柱汽車舉升機舉升托架經(jīng)實際舉升試驗強度符合要求。

3 結論

對新設計的移動式單柱汽車舉升機舉升托架結構運用有限元法進行了分析，對其應力和位移分布請況有了較全面的了解，對應力較大的部位在設計和制造中應重點加強。通過分析以及實際試驗驗證了新的結構設計滿足強度要求，由于采用有限元分析方法驗證設計，減少了試制時間和成本。

參考文獻

[1] 王浩鋼，李海平，劉家渠.基于Creo的山地車后懸架機構仿真和有限元分析[J].機械工程師，2011（12）：66-68.

[2] 孫旭.基于仿真的工程自卸車舉升機構有限元優(yōu)化設計[J].工程機械，2009，7（40）：44-48.

[3] 吳恩啟，杜寶江.太陽能電池層壓機的有限元分析與優(yōu)化[J].機械設計與制造，2008（7）：72-74.

[4] JT/T 155-2004 汽車舉升機[S].中華人民共和國交通部，2004.endprint

摘 要：移動式單柱汽車舉升機的舉升托架是舉升機的主要受力構件之一，對其結構進行實用化設計并利用SolidWorks Simulation對其進行了有限元分析，結果顯示了最大應力和最大位移發(fā)生部位，并驗證了新設計的結構滿足強度要求，經(jīng)實際試驗與分析結果相符，減少了試制時間和成本。

關鍵詞：單柱汽車舉升機 舉升托架 有限元分析

中圖分類號：TH244 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（a）-0088-02

汽車舉升機是為了便于汽修工人維修操作，根據(jù)維修工況將汽車提升至合適高度的設備，在汽車維修保養(yǎng)行業(yè)中具有至關重要的地位。近年來，隨著國內(nèi)、外中小型汽車普及率的不斷提高，對于汽車維修保養(yǎng)的需求也隨之增加。移動式單柱汽車舉升機以其方便靈活、安全可靠的特點、得到了較廣泛的應用。移動式單柱汽車舉升機的舉升托架，工作時是主要受力構件之一，因此對其結構進行受力分析十分必要。本文應用有限元法對單柱汽車舉升機的舉升托架結構進行了分析，從而為產(chǎn)品的設計改進提供可靠的依據(jù)。

1 有限元模型的建立

1.1 設計說明

隨著企業(yè)對市場的開拓，產(chǎn)品結構也必須與市場的要求相適應。調查顯示，為適應底盤較低的汽車維修需要，國外市場對移動式單柱汽車舉升機底座及舉升托架前端高度的要求為≤95 mm。舉升托架的原設計針對國內(nèi)市場的需求，托架前端最大高度為115 mm（見圖1原設計）。為適應企業(yè)出口的需要，對原有結構做了改進設計，將舉升托架前端高度改為95 mm，在改型的同時，對舉升托架結構進行了初步受力分析，對有些部位結構做了調整和加強，如圖2新設計所示。新設計的結構由于前部高度降低是否滿足強度要求，須做分析驗證和實際檢驗。

1.2 建立有限元模型

對新設計的移動式單柱汽車舉升機舉升托架結構利用SolidWorks Simulation進行有限元分析。為了減少網(wǎng)格數(shù)量和提高求解速度，首先對舉升托架中的一些零部件及結構進行等效簡化處理并建立離散化網(wǎng)格模型。移動式單柱汽車舉升機舉升托架結構材料選用Q345，材料屬性如表1所示。

實際工作中，舉升托架的后部連接板用螺栓緊固在舉升機主體結構的舉升滑臺上，為便于分析計算，舉升機主體及滑臺視為剛體，則與其連接的舉升托架后部連接板應為固定約束，這樣既可以提高計算效率又不會對計算結果產(chǎn)生較大的影響。四個托臂的托盤位置為設計最大伸出尺寸且對稱分布，托臂與支撐管之間的連接設為無穿透接觸，設計載荷為3000 kg，均勻加在四個托臂托盤的上表面。建好的網(wǎng)格模型如圖3所示。

模型采用基于曲率的實體網(wǎng)格，單元數(shù)為512039，節(jié)點數(shù)833434，網(wǎng)格為高品質。

2 有限元分析

移動式單柱汽車舉升機舉升托架結構模型的靜態(tài)分析結果如圖4所示。

經(jīng)分析顯示，最大應力發(fā)生在舉升托架下部主托梁與槽型角筋板的連接部位約為201 MPa，最大位移在前部托臂的托盤頂端為18.95 mm。對于分析顯示的最大應力發(fā)生部位，由于其所受彎矩較大，因此在設計制造中應重點加強該部位的結構剛度并提高焊接質量。

移動式單柱汽車舉升機的主體結構材料為Q345，材料許用應力[σ]選220 MPa，設計允許最大位移量[δ]≤50 mm（根據(jù)文獻[4]的規(guī)定）。分析結果顯示新設計的舉升托架結構應力與位移均可滿足σ≤[σ]；δ≤[δ]。根據(jù)以上分析結果制作的移動式單柱汽車舉升機舉升托架經(jīng)實際舉升試驗強度符合要求。

3 結論

對新設計的移動式單柱汽車舉升機舉升托架結構運用有限元法進行了分析，對其應力和位移分布請況有了較全面的了解，對應力較大的部位在設計和制造中應重點加強。通過分析以及實際試驗驗證了新的結構設計滿足強度要求，由于采用有限元分析方法驗證設計，減少了試制時間和成本。

參考文獻

[1] 王浩鋼，李海平，劉家渠.基于Creo的山地車后懸架機構仿真和有限元分析[J].機械工程師，2011（12）：66-68.

[2] 孫旭.基于仿真的工程自卸車舉升機構有限元優(yōu)化設計[J].工程機械，2009，7（40）：44-48.

[3] 吳恩啟，杜寶江.太陽能電池層壓機的有限元分析與優(yōu)化[J].機械設計與制造，2008（7）：72-74.

[4] JT/T 155-2004 汽車舉升機[S].中華人民共和國交通部，2004.endprint

摘 要：移動式單柱汽車舉升機的舉升托架是舉升機的主要受力構件之一，對其結構進行實用化設計并利用SolidWorks Simulation對其進行了有限元分析，結果顯示了最大應力和最大位移發(fā)生部位，并驗證了新設計的結構滿足強度要求，經(jīng)實際試驗與分析結果相符，減少了試制時間和成本。

關鍵詞：單柱汽車舉升機 舉升托架 有限元分析

中圖分類號：TH244 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（a）-0088-02

汽車舉升機是為了便于汽修工人維修操作，根據(jù)維修工況將汽車提升至合適高度的設備，在汽車維修保養(yǎng)行業(yè)中具有至關重要的地位。近年來，隨著國內(nèi)、外中小型汽車普及率的不斷提高，對于汽車維修保養(yǎng)的需求也隨之增加。移動式單柱汽車舉升機以其方便靈活、安全可靠的特點、得到了較廣泛的應用。移動式單柱汽車舉升機的舉升托架，工作時是主要受力構件之一，因此對其結構進行受力分析十分必要。本文應用有限元法對單柱汽車舉升機的舉升托架結構進行了分析，從而為產(chǎn)品的設計改進提供可靠的依據(jù)。

1 有限元模型的建立

1.1 設計說明

隨著企業(yè)對市場的開拓，產(chǎn)品結構也必須與市場的要求相適應。調查顯示，為適應底盤較低的汽車維修需要，國外市場對移動式單柱汽車舉升機底座及舉升托架前端高度的要求為≤95 mm。舉升托架的原設計針對國內(nèi)市場的需求，托架前端最大高度為115 mm（見圖1原設計）。為適應企業(yè)出口的需要，對原有結構做了改進設計，將舉升托架前端高度改為95 mm，在改型的同時，對舉升托架結構進行了初步受力分析，對有些部位結構做了調整和加強，如圖2新設計所示。新設計的結構由于前部高度降低是否滿足強度要求，須做分析驗證和實際檢驗。

1.2 建立有限元模型

對新設計的移動式單柱汽車舉升機舉升托架結構利用SolidWorks Simulation進行有限元分析。為了減少網(wǎng)格數(shù)量和提高求解速度，首先對舉升托架中的一些零部件及結構進行等效簡化處理并建立離散化網(wǎng)格模型。移動式單柱汽車舉升機舉升托架結構材料選用Q345，材料屬性如表1所示。

實際工作中，舉升托架的后部連接板用螺栓緊固在舉升機主體結構的舉升滑臺上，為便于分析計算，舉升機主體及滑臺視為剛體，則與其連接的舉升托架后部連接板應為固定約束，這樣既可以提高計算效率又不會對計算結果產(chǎn)生較大的影響。四個托臂的托盤位置為設計最大伸出尺寸且對稱分布，托臂與支撐管之間的連接設為無穿透接觸，設計載荷為3000 kg，均勻加在四個托臂托盤的上表面。建好的網(wǎng)格模型如圖3所示。

模型采用基于曲率的實體網(wǎng)格，單元數(shù)為512039，節(jié)點數(shù)833434，網(wǎng)格為高品質。

2 有限元分析

移動式單柱汽車舉升機舉升托架結構模型的靜態(tài)分析結果如圖4所示。

經(jīng)分析顯示，最大應力發(fā)生在舉升托架下部主托梁與槽型角筋板的連接部位約為201 MPa，最大位移在前部托臂的托盤頂端為18.95 mm。對于分析顯示的最大應力發(fā)生部位，由于其所受彎矩較大，因此在設計制造中應重點加強該部位的結構剛度并提高焊接質量。

移動式單柱汽車舉升機的主體結構材料為Q345，材料許用應力[σ]選220 MPa，設計允許最大位移量[δ]≤50 mm（根據(jù)文獻[4]的規(guī)定）。分析結果顯示新設計的舉升托架結構應力與位移均可滿足σ≤[σ]；δ≤[δ]。根據(jù)以上分析結果制作的移動式單柱汽車舉升機舉升托架經(jīng)實際舉升試驗強度符合要求。

3 結論

對新設計的移動式單柱汽車舉升機舉升托架結構運用有限元法進行了分析，對其應力和位移分布請況有了較全面的了解，對應力較大的部位在設計和制造中應重點加強。通過分析以及實際試驗驗證了新的結構設計滿足強度要求，由于采用有限元分析方法驗證設計，減少了試制時間和成本。

參考文獻

[1] 王浩鋼，李海平，劉家渠.基于Creo的山地車后懸架機構仿真和有限元分析[J].機械工程師，2011（12）：66-68.

[2] 孫旭.基于仿真的工程自卸車舉升機構有限元優(yōu)化設計[J].工程機械，2009，7（40）：44-48.

[3] 吳恩啟，杜寶江.太陽能電池層壓機的有限元分析與優(yōu)化[J].機械設計與制造，2008（7）：72-74.

[4] JT/T 155-2004 汽車舉升機[S].中華人民共和國交通部，2004.endprint