云梯消防车是专用车的一种,是在汽车底盘的基础上装备了伸缩梯架、转台、工作斗以及安全装置的举高类消防车,其适用于现代社会高层建筑的消防救援,为提高救援效率提供了保障。梯架结构是云梯消防车的重要组成部分,是完成云梯车功能的关键部件,其性能对整车性能和救援能力有很大的影响,其设计以及制造水平可以反映出云梯消防车的技术水平。本课题是基于湖北省专用汽车研究院的直臂云梯消防车的项目下完成的,主要以某型号云梯消防车梯架结构的优化和改进为研究目的,通过力学计算推导出梯架结构在受力过程中应力最大的工况,并把该工况作为梯架的典型工况,对其在典型工况下进行静力学分析和动力学分析,经过仿真分析得到梯架结构在该工况下的应力、应变状况,得出梯架的低阶固有频率以及振型,验证在外界激励的作用下发生共振的可能性。结合静力学分析和动力学分析结果,对梯架进行拓扑优化和尺寸优化,对梯架结构进行轻量化处理。根据上述的分析结果,对梯架结构进行优化设计改进,并进一步验证优化后梯架的安全性、可靠性和正确性。本课题表明,把计算机辅助设计和有限元分析结合起来能够缩短产品的研发周期、提高研发效率、降低产品成本。