［3］郭永耀，刘立，宋植林.ADAMS/view在剪叉式液压升降平台关键参数确定上的应用［J］.现代制造技术与装备，2006，6:38-40.
［4］博弈创作室.APOL参数化有限元分析技术及其应用实例［M］.北京:中国水利水电出版社，2004.
本次研究的剪叉式升降平台中所包含的基础构件组为一个液压缸推动三幅剪叉，其结构简图见图1。因为最底层的剪叉臂既要承载工作载荷，又要承载平台自重，其受力最大，因此能将剪叉臂AD作为研究对象，其结构示意图如图2。
SJPT型剪叉式升降平台的剪叉臂的长度L=1900 mm，剪叉臂截面厚度T=8 mm，宽度B=80 mm，高度H=160 mm，弹性模量E=2.1E5 Mpa，泊松比为0.3，液压缸对其推力为13413 N。对结构可以进行尺寸优化，使剪叉臂体积V最小，同时要求最大屈服应力不超过120 Mpa，厚度T取值在3～9 mm之间，宽度B取值在70～100 mm之间，高度H取值在140～200 mm之间。对剪叉臂AD的受力分析如图3所示。
［5］张良，王仁人，史岩彬.变截面涡轮增压器三维流场的模拟计算［J］.山东轻工业学院学报，2011，25(3):42-44.
剪叉式升降平台通常由底座、剪叉式起升机构和平台三个部分所组成。底座位于最下面，其上附有支腿，轮胎，油箱等部件。平台位于最上面，主要是承受载荷，供工作人员进行各种高空作业。剪叉式起升机构是升降平台的关键组成部分，不相同的型号的升降平台有各自的剪叉式起升机构，从低起升到高起升，组成剪叉杆的数目增多，液压缸的布置形式也各不相同，剪叉式起升机构的臂杆数和液压缸的布置形式由起升高度而定。典型的剪叉式起升机构有两种，一种是由3组剪叉臂杆和单个起升液压缸组成，其起升高度大约为6 m，另一种由4组剪叉臂杆和双起升液压缸组成，起升高度大约8 m［2］。
如图1所示，定义剪叉臂两端销孔中心连线为液压缸活塞杆的铰接点高出剪叉臂EN的距离，h2而为液压缸的铰接点高出剪叉臂AD的距离，f是液压缸活塞杆的铰接点与剪叉臂EN中心销孔之间的平行距离，s则为液压缸下铰接点与剪叉杆AD中心销孔的平行距离。剪叉臂与水平方向的夹角为α，液压缸相对于水平方向的倾斜角θ，则剪叉式起升机构中心点与固定铰链的水平距离e为:
同时可以推导出液压缸的最大长度(图1中PJ两铰接点的长度)Lcy与各参数的关系为:
ANSYS作为有限元分析工具，可以在很大程度上节省结构优化问题的分析求解时间，而ANSYS提供的参数化设计语言APDL(ANSYS Parametric Design Language)也为结构优化设计的数值分析提供了一个良好的开发环境。利用APDL的程序语言与宏技术组织管理ANSYS的有限元分析命令，就能轻松实现参数化建模、施加参数化载荷与求解以及参数化后处理结果的显示，以此来实现参数化有限元分析的全过程，同时这也是ANSYS批处理分析的最高技术。本文正是基于APDL利用其优化设计模块对剪叉式液压升降平台做了结构优化设计［4］。
用命令流方式建立分析文件，经过程序计算后，迭代循环11次后得到剪叉臂总体积、截面厚度、截面宽、高以及最大屈服应力的优化结果［5］。优化过程中各量的变化过程见表1。其中优化后的状态变量为32.425 Mpa，小于最大屈服应力的值120 Mpa。优化后剪叉臂总体积由原来的6661 mm3下降到2291.3 mm3，减少了65.6%。这将大幅度的降低生产的全部过程中的材料消耗，减低成本，由此产生更大的经济效益。在优化过程中，各个设计变量与状态变量数值均没有超出极限值，都满足设计的基本要求，所以整个优化分析计算是合理的。
但是，剪叉式升降平台也存在一定的不足之处，例如粗大笨重，造价较高，造成使用上的不便。一般起升高度在10 m左右的剪叉式升降平台其重量往往超过1 t，这样的重量在施工现场很难灵活移动，用专车配合使用成本高，也会降低工作效率。剪叉式升降平台含有大量的钢结构，其结构特点和力学性能会对平台的质量和性能产生直接影响。因此，应该对其优化，使得升降平台构造科学，减少耗材，使用起来更便捷。本文介绍了剪叉式升降平台的结构特点，分析了液压缸的最大推力等重要参数，然后优化了剪叉臂的结构尺寸。
本文研究的SJPT型剪叉式升降平台可以看做由三组剪叉臂杆和一个液压缸构成的，以此为模型分析其结构，如图1所示。
对该剪叉式液压升降平台的模型做多元化的分析可知，该剪叉式起升机构最低一组剪叉臂AD和BC分别于底座相连，其中A点处与底座通过固定铰链连接，A处为一转动副。另一侧的B点则通过滚轮与底座中的滑轨相连接，为移动副的形式。平台上升或者下降的时候，滚轮可以在底座中的轨道中做水平方向的平移运动，使得剪叉机构伸展或收缩，起升机构与平台则按照相同的方式连接［3］。
【作者单位】山东轻工业学院机械与汽车工程学院,山东济南250353;山东轻工业学院机械与汽车工程学院,山东济南250353;山东轻工业学院机械与汽车工程学院,山东济南250ห้องสมุดไป่ตู้53
根据结构及形式选择三维实体力单元Solid45。采用实体建模的方法建立有限元模型。选择剪叉臂的体积V作为目标函数，将剪叉臂厚度T，宽度B，高度H作为设计变量，提取最大屈服应力绝对值Smax作为状态变量。对剪叉臂的各表面施加位移约束条件，然后对约束好的模型进行加载，分析得各销孔处所受载荷符合余弦函数加载，因此加载函数定义为
剪叉式升降平台是一种将人或者货物升降到某一高度的设备，其起升高度从1 m至20 m不等，由于一般都会采用液压驱动，又被称为液压升高和降低平台［1］。
剪叉式升降平台是应用十分普遍的一种升降装置。剪叉式升降平台的结构决定了其功能和特点，具有结构稳固、运行可靠、安全高效、故障率较低、维护方便等一系列优点，因此大范围的使用在车站、码头、桥梁、大厅、厂房、室内外机械安装、设备维修、建筑保养等场合。
本文采用ANSYS分析法对剪叉式液压升降平台的剪叉臂结构在满足变形与应力约束条件下进行体积最小的优化设计，得到了最合理的尺寸。优化后剪叉臂总体积得到降低，这将大幅度减少生产的全部过程中的材料消耗，减少相关成本，由此产生更大的经济效益。
［1］周伟.生产企业要关注升降平台的应用［J］.物流技术与应用，2009，5:20-21.
