CWGD250型双摇杆擦窗机结构优化与分析
本文选题:高层建筑 切入点:擦窗机 出处:《沈阳建筑大学》2014年硕士论文
【摘要】:随着经济和城镇化建设的飞速发展,高层建筑突飞猛进,擦窗机的应用已得到普遍的推广,为了满足不同结构形式擦窗机对特定建筑物屋顶结构的适应性,需要不断地改善擦窗机自身结构形式并降低其自身重量、提升安全性。然而,对于国内市场,由于擦窗机的发展较晚,设计经验相对薄弱,导致固有的设计方法无法满足建筑业对擦窗机复杂、多样的需求,严重制约了我国擦窗机设备的健康发展。为此,本文以研究、设计新型擦窗机设备为主要任务,以现有的擦窗机模型为基础,以数字化设计技术为主要手段,对CWGD250型双摇杆擦窗机进行设计研究。首先,依据数字化设计的现代设计理念与技术路线,确定本文中擦窗机数字化样机的设计流程:擦窗机方案设计三维实体模型数字模拟与仿真结构优化设计;其次,以擦窗机动力参数为基础,通过设计各个动力电机的驱动功率,以此来满足擦窗机设计时的基本额定参数,同时通过对擦窗机的抗倾覆验算,确定擦窗机在工作过程中的稳定性以及擦窗机整体结构设计的合理性;应用ANSYS有限元分析软件对擦窗机主要工作部件——吊臂进行静力学分析和动力学分析,以验证其刚度、强度是否满足设计要求,确定其在工作状态下的稳定性;为了进一步的确定擦窗机在运行时的平稳性,使用ADAMS动力分析软件建立了擦窗机的数字化虚拟样机,并对擦窗机的举升机构进行动力学仿真,确定擦窗机在举升过程中吊臂的平行升降,联合ANSYS分析软件,对举升机构进行了力学分析,验证了其强度及刚度,将动力学问题转化为静力学问题来处理;最后,为了校核擦窗机整机强度,对擦窗机整机进行了有限元分析,校核了擦窗机各部件的强度、刚度。同时以各杆件的截面尺寸以及材料厚度为设计变量,以减少材料消耗为目标函数,对擦窗机最危险部件——吊臂进行优化设计,最终完成数字化样机的仿真分析过程。本文的研究成果将为一般类擦窗机的设计与分析提供一定的科学依据和理论参考,对完善和发展擦窗机设计技术具有一定理论意义。
[Abstract]:With the rapid development of economy and urbanization, the application of window cleaning machine has been popularized. There is a need to continuously improve the structure and weight of window cleaners and improve their safety. However, for the domestic market, the design experience is relatively weak due to the relatively late development of window cleaners. As a result, the inherent design method can not meet the complex and diverse demands of the construction industry, which seriously restricts the healthy development of the window-cleaning equipment in China. Therefore, the main task of this paper is to study and design the new window-cleaning machine equipment. Based on the existing window cleaning machine model and digital design technology, this paper studies the design of CWGD250 double rocker window wiper. Firstly, according to the modern design concept and technical route of digital design, In this paper, the design flow of the digital prototype of the window wiper is determined: the scheme design of the window wiper is designed by 3D solid model digital simulation and simulation structure optimization; secondly, based on the dynamic parameters of the window wiper, the driving power of each power motor is designed. In order to meet the basic rating parameters of window cleaning machine design, the stability of window cleaning machine in the working process and the rationality of the overall structure design of window cleaning machine are determined by checking the anti-overturning calculation of the window cleaning machine at the same time. The ANSYS finite element analysis software is used to analyze the statics and dynamics of the boom, which is the main working part of the window cleaning machine, in order to verify whether the stiffness and strength meet the design requirements, and to determine the stability of the jib in the working state. In order to further determine the smoothness of window cleaning machine in operation, a digital virtual prototype of window cleaning machine is established by using ADAMS dynamic analysis software, and the dynamic simulation of lifting mechanism of window cleaning machine is carried out. To determine the parallel lifting of the lifting arm in the lifting process of the window cleaning machine, and combined with the ANSYS analysis software, the mechanical analysis of the lifting mechanism is carried out, the strength and stiffness of the lifting mechanism are verified, and the dynamic problem is transformed into a static problem to deal with. In order to check the strength of the whole machine of window cleaning machine, the finite element analysis of the whole machine is carried out, and the strength and stiffness of the parts of the machine are checked. At the same time, the cross section size and material thickness of each member are taken as design variables. In order to reduce material consumption as the objective function, the optimization design of the most dangerous component of the window cleaning machine, the boom, is carried out. The research results of this paper will provide a certain scientific basis and theoretical reference for the design and analysis of general window-cleaning machines, and have a certain theoretical significance for improving and developing the design technology of window cleaning machines.
【学位授予单位】:沈阳建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU976.42
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,本文编号:1670356
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