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　　U形伸縮吊臂優化設計過程主要有三個方面的內容，一是基本臂截面的優化設計，二是其余節臂截面尺寸的確定，三是運用有限元法對吊臂的強度、剛度及局部穩定性進行精確校核。

　　基本臂截面的優化設計過程——作為吊臂來說，總希望在不發生局部失穩的前提下，壁厚設計得薄一點，截面設計大一些。但由于受整機尺寸的限制，吊臂外形尺寸不能增大，因而只能在截面總高和總寬保持不變的條件下進行截面的優化。

　　整個過程用ANSYS自帶的優化模塊來實現，采用較精確的一階優化方法求解，對于含有設計變量和狀態變量的約束優化問題，ANSYS先用懲罰函數法將其轉化為無約束優化問題，經過多次的迭代，最終確定了吊臂的形狀。

　　最終可通過檢測得出，各折板長度逐步的接近，腹板高度進一步減小，下部趨近于圓弧，這樣就大大的增強了腹板局部穩定性。

　　在基本臂截面尺寸優化確定后，便可根據每節臂之間的間隙大小用作圖法定出其余節臂的尺寸。而每節臂的厚度則根據全伸臂時的強度、剛度及局部穩定性要求來確定。調整后每節臂的壁厚都有所減小。

　　優化前后吊臂截面面積及吊臂筒體重量都有所變化。吊臂優化前的筒體重量為8755kg，優化后較優化前減輕了8.8%的重量。采用優化設計可有效的減輕臂體的重量，從而提高整機的起重性能;針對吊臂截面參數進行優化設計，由截面特性作為狀態變量約束條件，可大大減少優化迭代時間，使得吊臂優化設計成為可能。QY50U汽車起重機吊臂的優化設計方法同樣適用于其它形狀的吊臂優化設計。

　　在優化設計之后，又對QY50U吊臂的強度、剛度及局部穩定性進行了校核，確保優化結果的可靠性和實用性。通過對主臂的三維建模單元的選取和網格的劃分載荷的施加和約束的處理等一系列過程，最終得出各個臂段在不同工況下的位移云圖應力云圖相應的應力值表。

　　通過數據和圖樣表明：經過優化設計之后的QY50U，吊臂的強度、剛度及局部穩定性均符合要求，并且各技術性能指標都有一定的提高。

　　在理論設計之后，又對優化設計之后的QY50U汽車起重機進行了結構應力的測試實驗。首先選取結構應力測試工況，然后對結構應力試驗測點進行合理的布置，最后通過測試得出結構應力試驗結果。

　　通過將測點處計算應力的理論值與實測值比較可得知，實測值和理論值兩者得出的結果相近，說明設計計算出的數值是準確的，各測點應力值均小于許用應力，結構強度滿足設計要求。

　　經過起重臂的優化設計，QY50U優化后比優化前的起重性能要優越很多，在基本臂工況下比較可見，在5米以上幅度，QY50U的起重性能提升約5.2%左右，在中長臂工況下比較可見，QY50U的起重性能提升約8.5%左右，在全伸臂工況下比較可見，QY50U的起重性能提升約7.5%左右。

　　四、U形臂在汽車起重機上的應用與展望

　　目前，北方交通已經把“U”形臂技術成功的應用到了6個噸級的產品上，已經形成了新一代的U形臂系列型譜，主要產品包括QY20U、QY25U、QY25U5、QY35U5、QY50U、QY70U，這些產品的技術性能指標都達到國內領先水平，深受國內外客戶的認可和好評。

　　通過U形臂汽車起重機的研發，北方交通形成了自己的專利技術、專有技術，生產出了一系列具有北方交通特色的汽車起重機。未來，北方交通起重機事業部全體工程技術人員將再接再厲，不斷地開拓進取，與時俱進，以市場為核心，以用戶需求為導向，為推動中國起重機的發展與進步。(北方交通)