高空作业车是一种将人从地面举升至高空作业的机械设备,广泛应用于我国的市政、园林等领域。高空作业车主要的工作动作是臂架的变幅运动,而支持臂架变幅运动的驱动力来自于驱动油缸的伸出与缩回,所以油缸对臂架作用力的作用位置直接影响着臂架变幅过程中的各种性能。因此,对臂架变幅铰点位置的研究就显得尤为重要。现有臂架变幅油缸铰点位置优化的研究,大多先以静力平衡的理论建立铰点力随变幅角度变化的关系,然后进行单目标或多目标优化,属于静力学范畴。针对臂架结构形式复杂的混合臂式高空作业车,本文充分考虑臂架变幅过程中惯性力对变幅性能的影响,以平台起升最快、高度最大、加速度最小以及整个动态过程中各铰点应力最小为目标,在基于传统静力学理论优化的基础上采用响应面法,运用动力学、有限元和归回分析的理论对混合臂式高空作业车各节臂架变幅油缸铰点位置进行多目标优化。完善了现有优化方法在动力学性能方面考虑的不足,改善了高空作业车臂架变幅铰点处的受力情况。本文的主要研究内容如下:(1)以静力学和解析几何等理论建立臂架变幅系统的数学模型,得到各节臂架变幅油缸力随各变幅角度变化的函数关系,以此确定各变幅油缸力相对最大时的臂架位姿。(2)在此臂架位姿下,将臂架变幅油缸铰点的位置尺寸作为设计变量,各节臂架变幅油缸力均相对最小作为优化目标,确定边界条件,运用遗传算法进行优化。(3)对优化后的模型进行模态分析,并运用Workbench模拟了臂架起升的全过程,记录了此过程中各节臂架变幅油缸铰点处应力的变化情况及作业平台的运动学信息。(4)在基于静力学优化方法得到的结果上进一步优化。运用响应面法建立了优化目标关于设计变量的完全二次响应面模型。以此模型进行多目标优化,并将结果以新的设计参数代入有限元模型分析验证。结果表明:在考虑惯性力对臂架变幅所带来的影响时,第一节臂架与油缸铰点处所受应力最大值减少了6.2%、第二节臂架与油缸铰点处所受应力最大值减少了10.5%、第三节臂架与油缸铰点处所受应力最大值减少了4.6%、作业平台起升速度(竖直方向)增加了4%、平均加速度减少了28.2%、瞬时最大加速度减少了8.3%、飞臂与飞臂变幅油缸铰点处所受应力最大值减少了26.2%、调平油缸与飞臂连接座铰点处所受应力最大值减少了11.5%、作业平台在模拟时间内所达到的高度增加了2.1%。说明此优化方法有效可行。