泵车因大型建筑设施的发展需要,向超长化方向发展,而臂架的加长,使弯矩增大,支撑结构需要更加坚固,最终导致泵车的重量和整体尺寸都会相应变大。目前能源紧缺,社会上不断倡导节能减排,国家法律法规对汽车重量有严格规定,因此泵车的轻量化设计成为泵车研究的重点。本文以泵车关键部件的轻量化研究为方向,应用拓扑优化技术,对泵车转台、臂架和连杆进行优化设计。在泵车转台优化中,应用惯性释放方法,实现基于惯性释放的转台拓扑优化设计。最终获得了新型优化结构,达到减重要求。主要研究内容:(1)建立转台、臂架和连杆的有限元模型,进行计算分析,以确定结构的应力分布情况,最终确定优化区域。(2)在优化中,运用一种新的加载思路,建立转台多工况优化模型。应用惯性释放,消除刚性约束形成的刚化效应,获得合理的优化结果。通过Tcl语言的二次开发编程,实现对载荷的批量加载,简化建模过程。并对臂架进行拓扑优化设计,引入制造工艺约束,如模式重复,取得满意的结果,获得新型桁架式的结构。在对臂架和转台优化成功后,尝试应用拓扑和形貌优化的联合优化设计,进行连杆的优化研究。(3)制定试验方案,进行试验验证新转台结构是否满足设计要求,并验证仿真分析的正确性。该研究方法已成功运用到实际的产品项目中,对52米和56米两款泵车进行轻量化设计。可推广应用于其它型号泵车转台、支腿等结构的优化和设计。