2。根据所学力学分析知识，对初步确定的高空作业车臂的上臂和下臂的长度、液压缸铰点的位置和工作臂的截面尺寸进行验算，分析其合理性。

3。确定完高空作业车工作臂的尺寸后，对其钢度、强度以及整体稳定性进行效核，对于不满足的地方进行修改，达到所确定的尺寸符合要求。

4。在UG中建立GKZ14高空作业车的实体模型，对于高空作业车的作业臂分两种工况进行建模：一种是最大作业幅度工况；另一种是最大作业高度工况。

5。将模型保存为IGS格式，并导入到ANSYS Workbench中，进行有限元分析，得到应力图、应变图和变形图，根据所得到的数据与要求的数据进行对比分析，验证其合理性。

1。6 本课题研究的意义

通过对本课题的研究，掌握GKZ14高空作业车工作臂的结构设计理论，学会使用ANSYS软件对机械结构进行有限元分析，从而掌握通过有限元法优化机械结构，为设计GKZ系列高空作业车的工作臂奠定了坚实的基础。

2 GKZ14高空作业车的结构设计

2。1 工作臂材料的选取

扎制的型钢和钢构成了金属结构的基本元件，其遵循一定的结构，通过焊接、栓接或铆接的方法连在一起，保证能够承载一定的载荷而不发生变形。为确保GKZ14高空作业车能在载荷变化复杂的环境下安全地工作，对其金属的结构作出如下规定：

一、结构工作级别按照结构件中应力循环次数以及应力状态分作 - 八个等级。

二、结构的计算采用许用应力法。

三、结构应该进行刚度、强度以及稳定性计算，并且满足所规定的要求。

四、结构应该按照三类载荷情况进行刚度、疲劳强度以及稳定性计算。第一类是按照正常工作状态时的等效载荷进行疲劳强度的计算；第二类是按照工作状态下最大的载荷来进行强度和稳定性的计算；第三类是按照非工作状态时的最大载荷或者是工作状态下的特殊载荷情况来进行强度和稳定性的计算。对三类载荷情况分别规定了不同的许用应力。 

表2-1 许用应力计算公式

载荷组合种类 安全系数 许用正应力 剪切许用应力

组合1 =1。5组合2 =1。33组合3 =1。15

    根据选材的原则和规定：选用Q235钢板为工作臂的材料，原因在于Q235钢板机械强度较高、韧性和塑性较好、加工性能好以及价格较低。钢板的厚度为4毫米（即t=4 ），其屈服强度为: =235 。来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

按照工作状态下最大的载荷来进行分析，结构应该按照第二类载荷情况进行强度和稳定性的计算。

因为由表2-1可得Q235钢板的安全系数是： =1。33 ，并且Q235钢板的屈服强度是: =235 ，所以

许用正应力：

              [ ]= = =176。69                             (2-1)

  许用切应力：

              [ ]= = =102。1                            (2-2)

2。2 计算上臂和下臂的长度 

在GKZ14高空作业车工作工作状态下，当上、下工作臂展开到极限时（即最高工作高度），对其进行分析，模拟图如图2-1所示，上臂AB长度为 ，下臂BC长度为 ，A点到C点的垂直高度为h=12m,上臂和水平线的夹角为 ，下臂和水平线的夹角为 ，在实际工作中 、 的值介于30°到75°之间，因此取 = =75°。所以由三角关系得：