1、隨著全球經濟一體化不斷發(fā)展和國家間的貿易往來日益頻繁，船載起重機作為水上運輸重要配套設備發(fā)揮著越來越重要的作用。船載起重機是一種在水上進行起重作業(yè)的特殊起重機，應用非常廣泛，如船舶甲板上貨物的裝卸作業(yè)以及近年來海上大型項目（跨海大橋的建設、海上石油的開發(fā)等）順利開展所需的吊裝作業(yè)都要靠船載起重機來完成。目前船載起重機正朝著大起重量、低自重的趨勢發(fā)展；臂架作為船載起重機核心部件，其重量大約占到整機的五分之一，并且它還直接承受吊重載荷及其它

2、各種外載荷，所以其結構設計的優(yōu)劣直接影響船載起重機的總體性能及重量。因此，為增強船載起重機械企業(yè)在市場上的競爭力，臂架設計過程中不僅要滿足強度、剛度及穩(wěn)定性等安全性能指標，還應盡量減輕臂架自身重量、降低生產制造成本和使用能耗。本文以25m/10t船載起重機臂架為研究對象，針對臂架安全性能和制造成本等問題，采用有限元仿真軟件分析臂架的強度和剛度等性能，并在此基礎上對臂架截面尺寸進行優(yōu)化設計；其主要研究內容如下：
　　首先，闡明起重機

3、工作原理，并通過傳統解析法對臂架截面進行了強度計算校核，以此作為有限元分析的基礎。
　　然后，提出臂架的簡化方案，利用SolidWorks建立臂架模型，并采用ANSYS Workbench對該臂架模型進行有限元靜力學、模態(tài)及屈曲穩(wěn)定性等分析。通過有限元靜力學分析臂架在不同仰角下結構的強度和剛度情況，分析發(fā)現臂架在水平工況下最危險，但此工況下臂架最大應力和最大位移仍然遠遠小于許用安全值，存在一定的優(yōu)化空間；通過模態(tài)分析獲得了該臂架模

4、型的自振頻率和振型圖，并驗證了該模型滿足臂架對動剛度要求。通過屈曲分析得到屈曲載荷因子和振型圖，可以確定臂架失穩(wěn)時的臨界應力值以及屈曲發(fā)生的位置，并驗證了臂架在兩種極端工況下能夠滿足穩(wěn)定性要求。
　　最后以最優(yōu)拉丁試驗設計方法和響應面法結合和粒子群優(yōu)化算法三者的結合，通過很少的計算量就獲得一個滿足臂架應力和變形要求以及有效降低臂架質量的一個新的臂架截面尺寸；最終的優(yōu)化結果使臂架重量減輕了15.3％，可產生可觀經濟效益。