整体液压顶升装置提升吊耳受力计算与优化
周任伟1,2，李琴1，吴思够2，杨芳2，范如谷2
（1.西南石油大学 机电工程学院，四川 成都 610500；2.中国水利水电夹江水工机械有限公司，四川 乐山 614100）
摘要：提升吊耳是整体液压顶升装置中的关键受力结构，采用有限元静力学方法对其进行受力计算，得到各零部件及焊缝处的应力分布，由强度结果可知：富裕度较大，需进行结构优化设计。首先对提升吊耳进行敏感度分析，筛选出对目标结果影响较大的设计变量，进一步完成响应面分析，生成Kriging类型的响应面，最后采用MOGA（多目标遗传算法）迭代计算后寻得最优设计点。按照优化后的设计变量更新计算模型，并完成有限元静力学计算，得到各零部件及焊缝的等效应力分布，分析后得出：优化后的计算模型强度满足标准要求，且质量降低约41.7%，优化效果显著。
关键词：提升吊耳；强度；有限元；敏感度；响应面
中图分类号：TH122；TH123；TH69 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2021.09.005
文章编号：1006-0316 (2021) 09-0028-08
Force Calculation and Optimization for Lifting lugs of Hydraulic Jacking Device
ZHOU Renwei1,2，LI Qin1，WU Sigou2，YANG Fang2，FAN Rugu2
( 1.School of Mechanical Engineering, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China; 2.Sinohydro Jiajiang Hydraulic Machinery Co., Ltd., Leshan 614100, China )
Abstract：The lifting lug is the key stress structure in the integral hydraulic jacking device. In this paper, the finite element static method is used to calculate the stress distribution of each component and welding seam. The strength result shows that the margin is relatively large, thus and the structure needs to be optimized. First, the sensitivity analysis of the lifting lugs is carried out to screen out the design variables that have a greater impact on the target results, and then the response surface analysis is completed to generate the response surface of Kriging type. Finally, MOGA ( Multi-Objective Genetic Aalgorithm ) iterative calculation is adopted to find the optimal design point. After updating the calculation model according to the optimized design variables and completing the finite element static calculation, the equivalent stress distribution of each component and welding seam is obtained. The analysis result indicates that the strength of the optimized calculation model meets the standard requirements, and the mass is reduced by about 41.7%, which turns out to be a great optimization.
Key words：lifting lug；strength；finite element；sensitivity；response surface
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收稿日期：2020-12-14
作者简介：周任伟（1990－），男，四川井研人，硕士研究生，工程师，主要研究方向为机械工程、机械设计，E-mail：657846260@qq.com；李琴（1970－），女，四川乐山人，硕士，副教授，主要研究方向为油气装备现代化设计与关键技术等；吴思够（1973－），男，四川夹江人，教授级高级工程师，主要从事水电站启闭设备的设计与研究；杨芳（1972－），女，贵州凯里人，教授级高级工程师，主要从事水电站启闭设备的设计与研究；范如谷（1982－），男，四川成都人，高级工程师，主要从事水电站启闭设备的设计与研究。
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