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摘要：随着国民经济和城市建设的发展，国内对高空作业车的需求也不断增多，同时对高空作业车在功能上的要求也随之提升。为提高高空作业车工作时的安全性和操作舒适性，通过对臂架的强度分析，运用有限元技术对高空作业车臂架的结构强度进行分析研究，提高伸缩臂架的支撑强度的稳定性，进而保障高空作业车的施工安全。
关键词：高空作业车；臂架；有限元分析
随着我国加大基础设施建设的力度和十三五规划项目的开展及海外市场的拓展，国内高空作业车制造厂发展迅速。有关专家预测，我国高空作业车在未来几年仍将保持较高的产销增长率，特别是大中城市基础设施建设和维护等方面的需求增长更快。但是，国内的产品技术水平较国外的知名厂商还有差距，作业车的工作装置有待改进，为达到目的，我们对高空作业车臂架结构理论计算的基础上，运用PRO/E三维软件建立关键零部件的三维数字化模型，导入到有限元分析软件ANSYS中对其进行结构静强度及稳定性分析，通过调整相关零件的参数，使设计的装置满足使用要求。
一、臂架结构的强度计算
按照高空作业车技术条件（GB/T9465-2008）和高空作业机械安全规则（JG5099-1998）的结构安全要求，其许用应力值：
故应力满足要求。
二、臂架结构有限元分析
1、几何模型及有限元模型
采用PRO/E软件建立臂架结构的三维模型，并导入到ANSYS软件中进行有限元分析。对槽钢及主要加强板抽中面，将臂架槽钢合并成一个整体，采用shell单元，共建立46510个节点，32840个单元。臂架几何模型及有限元模型如图2所示。
2、材料及许用应力
臂架材料主要为Q550D，屈服强度为550Mpa；按GBT9465-2008高空作业车中5.3中结构安全系数相关标准，强度安全系数选取2.75，许用应力为 200 MPa。
3、边界条件
限制转台与臂架铰点的X、Y、Z方向位移，以及绕X轴、Z轴的转动自由度；限制变幅缸铰点的Y、Z方向位移，以及绕X轴、Z轴的转动自由度。
4、工况分析
首先对伸缩平台进行受力分析，见图3。
由以上计算可得，Fx=18275kg，Fy=6787kg，F推=20584kg，将上述力加载至相应位置。
5、计算结果
6、结论
由以上分析可见，主臂变幅铰点处应力主要集中在变幅铰点与调平铰点之间，处个别应力集中处以外，其余数值均小于200 MPa，符合要求。
三、结论
臂架结构是高空作业车的重要部件，在工作中，它是高空作业装置的联结基础，其强度和刚度对保证工作平台的稳定性具有重要意义。本文通过对臂架结构的理论分析，建立臂架的结构及有限元模型并进行分析计算。结果表明，本设计的高空作业车的臂架结构满足设计要求，有效的提高了作业车操作平台的安全性及可靠性。
参考文献：
[1]丁建平，蔡雷. 我国大高度高空作业车市场发展现状[J]. 建筑机械， 2017（6）：36-37.
[2]李中华. 高空作业车载人作业平台臂架系统优化设计，工业设计， 2016（6）：104-105.
[3]王艳辉，崔哲. 工程机械伸缩臂接触应力高效有限元分析[J]. 徐州工程学院学報（自然科学版） ， 2015（9）：80-84.
基金项目：
江苏省前瞻性联合研究项目（ BY2016027 - 02） ；
关键词：高空作业车；臂架；有限元分析
随着我国加大基础设施建设的力度和十三五规划项目的开展及海外市场的拓展，国内高空作业车制造厂发展迅速。有关专家预测，我国高空作业车在未来几年仍将保持较高的产销增长率，特别是大中城市基础设施建设和维护等方面的需求增长更快。但是，国内的产品技术水平较国外的知名厂商还有差距，作业车的工作装置有待改进，为达到目的，我们对高空作业车臂架结构理论计算的基础上，运用PRO/E三维软件建立关键零部件的三维数字化模型，导入到有限元分析软件ANSYS中对其进行结构静强度及稳定性分析，通过调整相关零件的参数，使设计的装置满足使用要求。
一、臂架结构的强度计算
按照高空作业车技术条件（GB/T9465-2008）和高空作业机械安全规则（JG5099-1998）的结构安全要求，其许用应力值：
故应力满足要求。
二、臂架结构有限元分析
1、几何模型及有限元模型
采用PRO/E软件建立臂架结构的三维模型，并导入到ANSYS软件中进行有限元分析。对槽钢及主要加强板抽中面，将臂架槽钢合并成一个整体，采用shell单元，共建立46510个节点，32840个单元。臂架几何模型及有限元模型如图2所示。
2、材料及许用应力
臂架材料主要为Q550D，屈服强度为550Mpa；按GBT9465-2008高空作业车中5.3中结构安全系数相关标准，强度安全系数选取2.75，许用应力为 200 MPa。
3、边界条件
限制转台与臂架铰点的X、Y、Z方向位移，以及绕X轴、Z轴的转动自由度；限制变幅缸铰点的Y、Z方向位移，以及绕X轴、Z轴的转动自由度。
4、工况分析
首先对伸缩平台进行受力分析，见图3。
由以上计算可得，Fx=18275kg，Fy=6787kg，F推=20584kg，将上述力加载至相应位置。
5、计算结果
6、结论
由以上分析可见，主臂变幅铰点处应力主要集中在变幅铰点与调平铰点之间，处个别应力集中处以外，其余数值均小于200 MPa，符合要求。
三、结论
臂架结构是高空作业车的重要部件，在工作中，它是高空作业装置的联结基础，其强度和刚度对保证工作平台的稳定性具有重要意义。本文通过对臂架结构的理论分析，建立臂架的结构及有限元模型并进行分析计算。结果表明，本设计的高空作业车的臂架结构满足设计要求，有效的提高了作业车操作平台的安全性及可靠性。
参考文献：
[1]丁建平，蔡雷. 我国大高度高空作业车市场发展现状[J]. 建筑机械， 2017（6）：36-37.
[2]李中华. 高空作业车载人作业平台臂架系统优化设计，工业设计， 2016（6）：104-105.
[3]王艳辉，崔哲. 工程机械伸缩臂接触应力高效有限元分析[J]. 徐州工程学院学報（自然科学版） ， 2015（9）：80-84.
基金项目：
江苏省前瞻性联合研究项目（ BY2016027 - 02） ；