臂架连杆机构是用于连接臂架与车身的关键机构,对举高喷射消防车的稳定性、安全性和效率等具有重要的影响。通过数学模型和计算机模拟对臂架连杆机构的结构进行优化设计、提高其强度和稳定性,是当下的主流优化方向。采用有限元分析的方法建立数学模型,以使液压缸受力之和最小为优化目标,将其转化为一个数学规划问题。有限元分析得到的初始值难以满足所有工况要求,研究重点转化为优化问题,需要通过迭代逐步优化解决。采用求解约束非线性优化问题最有效的顺序二次规划(Sequential Quadratic Programming,SQP)算法,通过使用fmincon函数实现SQP算法,进行优化设计。经过多次迭代计算优化设计,得到了满足工作要求的设计方案。

分析了混凝土泵车传统臂架连杆机构的运动链,提出了一种双油缸连杆机构。对该种连杆机构进行了几何建模,并把模型导入了有限元软件中进行了分析。分析结果显示新型双油缸连杆机构与传统连杆机构相比,具有重量轻、受力简单以及油缸力小的特点。该连杆机构设计对混凝土泵车设计具有一定的参考价值。