混凝土泵车臂架有限元分析及铰点系统优化

发布时间：2017-04-20 02:02

  本文关键词：混凝土泵车臂架有限元分析及铰点系统优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：混凝土泵车是一种混凝土浇筑设备，工作时主要依靠其臂架系统将混凝土泵送至目标位置。混凝土泵车臂架是泵车的主要承载构件，为了减少自重节约材料，在满足臂架性能要求的前提下，一般将臂架设计成渐变箱形梁结构，它的设计合理与否，直接影响着混凝土泵车的可靠性、整机稳定性和自重是否合适，同时左右着混凝土泵车的发展。因此，对混凝土泵车臂架进行有限元分析研究，对臂架铰点系统进行优化是为了满足混凝土泵车发展的需要，是实际、可行、必要的研究。 本文首先对混凝土泵车的定义、组成、分类、国内外发展历史及其臂架系统研究现状做了详细的介绍，对其臂架系统的组成、长度、布料范围、卷绕方式、节数、变幅机构和连接机构做了详细的阐述，对其臂架系统所受载荷进行了分析研究，归纳出最常见的几种载荷组合方式，从而得出其强度计算公式。其次，使用Solidworks软件建立某型号48m混凝土泵车臂架系统的三维模型，模型尺寸的来源是基于测绘某公司某型号48m混凝土泵车的展览模型而得，，并使用Solidworks Simulation对臂架系统三维模型进行有限元分析，从而得出臂架系统的应力、应变及位移情况。再次，使用Solidworks Motion建立混凝土泵车各相邻节臂之间铰点系统的运动算例和设计算例。以在运动算例中得到的各节臂驱动油缸力最小为优化目标，对各相邻节臂之间铰点系统进行优化，优化后的数据可以参数化驱动原三维模型重新建模。最后，使用Solidworks的干涉检查功能对优化后的臂架系统进行干涉检查，以确保经过优化后的臂架系统不存在干涉且能达到设计目标。 本文对混凝土泵车臂架系统的有限元分析及各相邻节臂之间铰点系统的优化研究，对进一步合理校核臂架强度、设计臂架铰点系统及变幅油缸提供参考。
【关键词】：混凝土泵车 臂架结构 有限元分析 铰点系统 运动学优化
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU646
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 混凝土泵车定义及简介10-11
• 1.1.1 混凝土泵车的定义及特点10
• 1.1.2 混凝土泵车的组成10-11
• 1.2 混凝土泵车国内外发展历史及其臂架系统研究现状11-14
• 1.2.1 国外混凝土泵车的发展11-12
• 1.2.2 国内混凝土泵车的发展12-13
• 1.2.3 混凝土泵车臂架系统研究现状13-14
• 1.3 课题研究意义及主要研究内容14-15
• 1.3.1 本课题的研究意义14
• 1.3.2 本课题主要研究内容14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 混凝土泵车臂架系统介绍16-26
• 2.1 臂架系统的组成16-17
• 2.2 臂架的布料范围17-18
• 2.3 臂架系统的长度、节数和卷绕方式18-19
• 2.4 臂架系统的连接机构与变幅机构19-21
• 2.4.1 臂架之间的连接与变幅19
• 2.4.2 臂架之间的变幅19-20
• 2.4.3 输料管之间的连接20-21
• 2.5 臂架系统所受载荷分析及强度计算21-25
• 2.5.1 臂架所受载荷分析21-23
• 2.5.2 臂架的强度计算分析23-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第三章 混凝土泵车臂架三维模型的建立26-32
• 3.1 Solidworks 软件介绍及发展历程26
• 3.2 利用 Solidworks 软件建立臂架系统三维模型方法探讨26-27
• 3.3 臂架系统三维建模27-30
• 3.4 本章小结30-32
• 第四章 混凝土泵车臂架系统的有限元分析32-54
• 4.1 有限元分析方法介绍32-35
• 4.1.1 有限元分析方法的基本思想32
• 4.1.2 有限元分析方法的特点32-33
• 4.1.3 有限元分析方法的分析步骤33-35
• 4.2 基于 Solidworks Simulation 的有限元分析35-52
• 4.2.1 Solidworks Simulation 分析软件介绍[41]35-36
• 4.2.2 臂架系统有限元分析36-41
• 4.2.3 分析结果41-51
• 4.2.4 结论51-52
• 4.3 本章小结52-54
• 第五章 臂架铰点系统的机构特性优化54-76
• 5.1 臂架铰点系统数学模型的建立[43]54-56
• 5.2 Solidworks Motion 软件介绍56
• 5.3 各相邻节臂之间铰点系统的运动学优化56-75
• 5.3.1 运动学优化工况的确定56-57
• 5.3.2 设计变量57-59
• 5.3.3 约束条件59
• 5.3.4 优化目标59
• 5.3.5 计算优化59-73
• 5.3.6 干涉检查73
• 5.3.7 结果分析73-75
• 5.4 本章小结75-76
• 第六章 总结与展望76-80
• 6.1 总结76-77
• 6.2 展望77-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-86
• 附录 作者攻读学位期间发表学术论文目录86-87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 唐修俊;吴智勇;石培科;刘海明;;混凝土泵车智能臂架运动仿真与控制研究[J];中国工程机械学报;2008年01期

2 李勋文;尹槐林;;混凝土泵车臂架特点及选用[J];工程机械与维修;2007年08期

3 金年喜;;现代混凝土泵车技术与发展方向[J];广东建材;2006年12期

4 王斌华;吕彭民;;混凝土泵车结构疲劳强度试验研究[J];广西大学学报(自然科学版);2010年05期

5 张思奇;周淑文;张国忠;;混凝土泵车臂架自动浇筑联合仿真[J];混凝土;2006年11期

6 李成义;我国混凝土泵车产品发展状况分析[J];今日工程机械;2003年10期

7 陈栋;王刚;谢秀芬;;混凝土泵车臂架振动的动态特性[J];机械设计与研究;2011年04期

8 易阔景,赵爱琼;单缸六铰点变幅机构设计[J];建筑机械化;2000年05期

9 龚桂良;卫良保;任鹏;司炎飞;张高峰;;混凝土泵车臂架铰点系统机构特性优化[J];建筑机械;2014年02期

10 张国忠,周淑文,姜雪梅;混凝土泵车臂架布料机构及其运动学仿真方法的研究[J];沈阳大学学报;2004年06期

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本文编号：317615