履带式湿地推土机工作装置及行走机构刚柔耦合分析
本文关键词:履带式湿地推土机工作装置及行走机构刚柔耦合分析,,由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】:推土机作为应用最广泛的铲土运输机械,在基础建设及国防等重点工程领域都发挥着巨大的作用。而作为在沿海滩涂等含水量较大的湿地上工作的履带式湿地推土机,是在普通型推土机的基础上,加宽履带板和轨距,并且采用三角形履带板等措施来增加履带接地面积,减小接地比压,从而使推土机能在湿地上发挥更好的性能。因此对于这类改变结构的推土机,对其主要工作部件的研究显得尤为重要。本文即对推土铲上的顶推梁及行走机构上的行走架进行了分析。首先,本文介绍了推土铲的结构,并且对其运动自由度做了分析。对推土铲的切削阻力进行了详细的分析,为仿真模型的阻力加载提供了理论基础。对推土铲的提升运动做了理论分析。然后对行走机构的“四轮一带”等结构做了介绍,对行走系统的行驶阻力产生原因及计算方法进行分析计算。然后,结合本文所要研究推土机的参数,考虑推土铲及行走架在不同工况下工作过程中受力复杂及动载荷影响,并结合有限元分析与刚体动力学分析的优点,利用刚柔耦合分析方法,分别建立起以顶推梁及行走架为柔性体的刚柔耦合模型。选择直线推土作业与满载转向两种典型工况,仿真分析得到顶推梁应力最大值位置与理论危险截面出现位置相吻合。而其它部件与顶推梁连接部位受力均与推土阻力变化趋势一致。而在分析行走架时,发现应力最大位置出现在斜支撑焊铸结构连接处,这与实际中出现类似情况相符合,并且在恶劣的满载转向工况下斜支撑容易断裂,提出了加固U形板等措施。而对于在理论计算中难于求解的支重轮受力,得到符合实际的垂向受力分布情况。而在满载转向工况下重点分析了支重轮的横向受力,得到双边支重轮磨损更严重这一结论。而对托链轮受力分析得到后托链轮磨损比前轮严重,建议定期调换前后轮。本文所得到的结论,可以对推土机及工程机械的样机模拟与改进设计提供参考。
【关键词】:履带式湿地推土机 顶推梁 行走机构 刚柔耦合 动力学
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU623.5
【目录】:
- 摘要4-5
- Abstract5-10
- 第1章 绪论10-20
- 1.1 课题研究背景及意义10-12
- 1.1.1 课题研究背景10-11
- 1.1.2 课题研究意义11-12
- 1.2 推土机的国内外发展概况及发展方向12-18
- 1.2.1 国外发展概况12-15
- 1.2.2 国内发展概况15-16
- 1.2.3 推土机发展方向16-18
- 1.3 本文研究的方法和内容18-20
- 第2章 推土机推土铲及行走机构理论分析20-38
- 2.1 推土铲结构及切削阻力分析20-25
- 2.1.1 推土铲结构20-22
- 2.1.2 推土铲切削阻力分析22-25
- 2.2 推土铲提升运动分析25-27
- 2.3 履带行走系统结构27-33
- 2.4 履带行走系统行驶阻力分析33-37
- 2.5 本章小结37-38
- 第3章 推土机刚柔耦合模型的建立38-56
- 3.1 推土机刚体模型建立38-44
- 3.1.1 推土机模型建立及简化处理38-40
- 3.1.2 刚体模型建立及推土机行走机构等效替换40-43
- 3.1.3 约束添加及各参数设置43-44
- 3.2 推土铲顶推梁有限元模型建立44-48
- 3.2.1 顶推梁三维模型的导入及前处理44-46
- 3.2.2 顶推梁网格划分46-47
- 3.2.3 销轴处简化处理47-48
- 3.3 利用ANSYS对顶推梁进行模态分析48-50
- 3.3.1 边界节点的提取与定义48
- 3.3.2 定义模态分析阶数48-49
- 3.3.3 柔性体文件的生成49-50
- 3.4 行走系统行走架有限元模型建立50-53
- 3.4.1 行走架三维模型的导入及前处理50-51
- 3.4.2 行走架模型网格划分51-52
- 3.4.3 梁单元的使用52-53
- 3.5 利用ANSYS对行走架进行模态分析53-54
- 3.6 本章小结54-56
- 第4章 基于RecurDyn R-Flex的推土机关键机构刚柔耦合系统仿真分析56-78
- 4.1、推土铲顶推梁刚柔耦合分析56-58
- 4.1.1 顶推梁柔性体文件的等效替换56-57
- 4.1.2 刚体模态的消除57
- 4.1.3 顶推梁应力及应变的生成57-58
- 4.2 顶推梁刚柔耦合分析结果58-65
- 4.2.1 顶推梁为柔性体的推土机直线推土作业工况58-63
- 4.2.2 顶推梁为柔性体的推土机满载转向工况63-65
- 4.3 行走架刚柔耦合分析65-66
- 4.3.1 行走架柔性体文件的等效替换65-66
- 4.3.2 行走架柔性体模型处理66
- 4.4 行走架刚柔耦合分析结果66-76
- 4.4.1 行走架为柔性体的推土机直线推土作业工况66-73
- 4.4.2 行走架为柔性体的推土机满载转向工况73-76
- 4.5 本章小结76-78
- 第5章 总结与展望78-80
- 5.1 论文总结78-79
- 5.2 不足与展望79-80
- 参考文献80-86
- 作者简介及在学期间所取得的科研成果86-87
- 致谢87
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