某型吊装搬运车支承构造设计优化的关键技术研究

发布时间：2020-06-23 04:46

【摘要】：设计研发吊装搬运车是为了解决短距离转运特定货物的问题,因而需要满足自力行走、结构紧凑、操作方便的要求。本文研究的吊装搬运车以定型叉车为基础,去掉原车配重,加装吊臂及卷扬装置、立柱、横梁和回转装置,以及支腿结构和支腿油缸等部分。支承构造的力学性能对吊装搬运有着至关重要的影响,因此需以吊装搬运车为研究对象,探析其支承构造在吊装作业下的多项关键技术,诸如静态、动态响应,轻量化设计以及接触应力规律,为类似结构的设计分析提供一定的借鉴和参考。依据设计要求,设计吊装搬运车的总体方案。参照《起重机设计规范》(GB3811-2008),按刚性车架假设计算吊装搬运车的支腿反力。应用经典力学初步选定支承构造的结构参数,计算分析支承构造组成部件的强度、稳定性;设计、选型支腿相应动作的液压缸。综合考虑货物搬运条件的限制、支腿的最大支承能力以及整车的抗倾覆稳定性等因素之后,确定支承构造最合理的设置位置。建立有限元模型之前,在满足分析精度的前提下,需要对支承构造的几何模型做一些简化,进而在软件ANSYS Workbench中建立支腿装置为代表的支承构造有限元模型。在5种运行工况下完成静力学分析,绘制应力云图,最不利工况下的最大应力为111.270MPa。然后对其进行模态分析,确定前10阶的模态频率和振型,并将其作为谐响应分析中判断结构是否会发生共振的现象的前提条件,经过谐响应分析可知,最大位移幅值频率出现在117Hz左右。运用线性屈曲分析方法,确定其临界屈曲载荷,并将其对比实际承载,明确相应安全裕度。由静态分析可知,支承构造的承载有较大的富余量,需要进行优化。建立支承构造的有限元参数化模型,试验设计获取样本数据,整合使用ISIGHT和MATLAB软件,建立LM-BP神经网络近似模型,完成设计参数灵敏度分析。经过理论计算和仿真分析,支承构造的强度是主要条件,因此以支承构造的强度为约束条件,结构自重为优化目标,使用ISIGHT中的多岛遗传算法,结合MATLAB完成轻量化设计,使得支承构造的自重减少8.409%。运用ABAQUS/CAE建立上述支承构造的有限元模型,改变滑块的结构尺寸、材料属性、摩擦系数以及滑块数量等因素,设置对应的接触条件并完成非线性接触分析,求解滑块接触问题。研究其对接触应力的影响状况,得出滑块采用铸青铜材料时的接触应力比采用Q235时有显著降低,摩擦系数f=0.15时,接触应力最小的相应研究成果。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH122

【参考文献】

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本文编号：2726815