叉车门架疲劳寿命的实验与仿真研究
发布时间：2021-01-11 15:47
叉车是物流装备中重要的设备,叉车门架是叉车上最重要的工作装置,是叉车关键承载部件,其疲劳耐久性是叉车重要性能指标之一。然而疲劳破坏现象的产生具有突然性,这导致疲劳破坏经常造成财产损失和人员伤亡。因此,在零部件设计阶段,根据叉车的综合使用工况对叉车门架进行疲劳寿命和疲劳损伤位置进行预测就十分的必要。同时在试验或生产之前寻找出设计的薄弱环节进行优化,可有效减小开发周期和提高产品的可靠性。本文以某叉车公司生产的3.5T三级门架为研究对象,通过虚拟疲劳仿真试验结合静、动态应力实验的方法预测叉车门架的疲劳寿命。首先,本文根据厂家提供的叉车门架几何模型,利用MSC.Adams建立门架的刚性多体动力学模型,进而读取门架静应力分析所需的载荷。通过MSC.Patran建立了叉车门架的有限元模型,利用MSC.Nastran对叉车门架进行静应力和模态分析,得到了门架应力云图和各阶模态值,并进行静态应力测试以验证有限元模型的合理性,进而输出建立刚柔耦合多体动力学模型所需的模态中性文件及疲劳分析所需的模态结果文件。其次,运用MSC.Nastran获得的模态中性文件在MSC.Adams中建立叉车门架的刚柔耦合多体...
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１叉车门架断裂现场??
１０３?１０４?１０ｓ?１０ｓ?１０７?１０ｓ?Ｎ??图２－１?Ｓ－Ｎ曲线??分析图２－１可看出，在相同应力比的状况下１０３，越小的应力水平Ｓ循环??次数寿命Ｎ越高。当应力水平Ｓ低于某一数值时，曲线接近水平，试件不产生??破坏，寿命约等于无限大。材料的疲劳极限是指寿命Ｎ无限大时的应力值Ｓｆ。??Ｒ＝－ｌ时，疲劳极限为最小值。通常把Ｒ＝－ｌ时的最大应力作为材料的疲劳极限，??用ｈ表示。Ｓ－Ｎ曲线在坐标系中通常是线性的，但当Ｎ达到足够大时，它将??呈现为一条水平直线［４３］。Ｓ－Ｎ曲线的左段常用如下形式的公式表示：??ＳｂＮ?＝?Ｃ?（２－５）??式中的ｂ和Ｃ均为材料参数。将上式两边取对数整理得??ＩｇＮ?＋?ｂｌｇＳ?＝?ＩｇＣ?（２－６）??由式（２－６）可以得出，Ｓ－Ｎ曲线的左段在双对数坐标上为直线，１／ｂ为Ｓ－Ｎ??曲线的负斜率。??通过近几十年的实验数据的收集，现在在机械工程手册中可以查阅绝大部??分的常用材料的Ｓ－Ｎ曲线［４４］。??２．２疲劳的分类??从不同的观察角度有不同的分类方法，以下详细介绍几种常见的疲劳分类。??从研究对象来看
恒定的称作恒幅疲劳。载荷峰值、谷值均不相等，交变应力的幅值变化，而频??率不变的称作变幅疲劳。载荷峰值、谷值均不相等且随机出现，应力的幅值和??频率均随机变化的称作随机疲劳。各种疲劳载荷的不同特征如图２－２所示。??■?■參??（ａ）恒幅循环应力?（ｂ）变幅循环应力?＜ｃ）随机应力??图２－２疲劳载荷分类??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]叉车高门架设计与稳定性研究[J]. 蒋盛,纪琛,张翼. 中国新技术新产品. 2016(08)
[2]叉车现代技术的发展趋势[J]. 李进卫. 建筑机械. 2015(06)
[3]世界叉车销量超百万台[J]. 陈镜波. 建筑机械. 2015(06)
[4]基于ANSYS Workbench的叉车货叉疲劳寿命研究[J]. 范永斌,尹明德,丁奇. 煤矿机械. 2015(01)
[5]门架试验台控制系统的改进[J]. 代冠军. 起重运输机械. 2014(01)
[6]基于有限元法的冲焊式后桥壳疲劳寿命分析[J]. 李丽云. 热加工工艺. 2013(03)
[7]基于约束刚柔耦合系统的叉车振动研究[J]. 杨明亮,徐格宁. 机械工程学报. 2011(20)
[8]履带式装甲车辆车体疲劳寿命预测仿真研究[J]. 尚其刚,王红岩,杨涛,马伟标. 计算机仿真. 2011(06)
[9]基于模态应力恢复的车架疲劳寿命计算研究[J]. 钱立军,吴道俊,祝安定,章适. 中国机械工程. 2011(07)
[10]轿车底盘零部件耐久性虚拟试验方法研究[J]. 陈栋华,靳晓雄,周鋐,金锋,江学明. 汽车工程. 2007(11)
博士论文
[1]车辆悬架系统参数辨识、建模及耐久性分析优化[D]. 李凌阳.华中科技大学 2013
[2]车辆疲劳耐久性分析、试验与优化关键技术研究[D]. 吴道俊.合肥工业大学 2012
[3]机械疲劳寿命预测与可靠性设计关键技术研究[D]. 叶南海.湖南大学 2012
[4]高速货车转向架焊接部件疲劳强度研究[D]. 周张义.西南交通大学 2009
硕士论文
[1]基于模态频率响应的某重型车驾驶室疲劳寿命研究[D]. 汪洋.合肥工业大学 2017
[2]基于虚拟迭代的某商用车驾驶室疲劳寿命分析研究[D]. 张少辉.合肥工业大学 2017
[3]基于刚柔耦合的整车动力学仿真及悬架参数优化[D]. 张青林.重庆理工大学 2015
[4]基于有限元和多体动力学的举升机构疲劳寿命分析[D]. 葛绪坤.青岛大学 2014
[5]基于全工况载荷谱的凸轮轴疲劳寿命预测方法研究[D]. 娄晓静.中北大学 2013
[6]基于MSC.Fatigue的门座式起重机疲劳寿命的研究[D]. 李淘萍.武汉理工大学 2013
[7]汽车车架疲劳寿命有限元分析[D]. 刘艳伟.河北工业大学 2013
[8]厨余垃圾车提升机构优化设计研究[D]. 王中长.青岛大学 2012
[9]自卸汽车车箱抗冲击性能研究[D]. 朱龙龙.青岛大学 2012
[10]基于有限元方法的汽车驱动桥壳分析[D]. 杨志卿.南京理工大学 2012
本文编号：2971051
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１叉车门架断裂现场??
１０３?１０４?１０ｓ?１０ｓ?１０７?１０ｓ?Ｎ??图２－１?Ｓ－Ｎ曲线??分析图２－１可看出，在相同应力比的状况下１０３，越小的应力水平Ｓ循环??次数寿命Ｎ越高。当应力水平Ｓ低于某一数值时，曲线接近水平，试件不产生??破坏，寿命约等于无限大。材料的疲劳极限是指寿命Ｎ无限大时的应力值Ｓｆ。??Ｒ＝－ｌ时，疲劳极限为最小值。通常把Ｒ＝－ｌ时的最大应力作为材料的疲劳极限，??用ｈ表示。Ｓ－Ｎ曲线在坐标系中通常是线性的，但当Ｎ达到足够大时，它将??呈现为一条水平直线［４３］。Ｓ－Ｎ曲线的左段常用如下形式的公式表示：??ＳｂＮ?＝?Ｃ?（２－５）??式中的ｂ和Ｃ均为材料参数。将上式两边取对数整理得??ＩｇＮ?＋?ｂｌｇＳ?＝?ＩｇＣ?（２－６）??由式（２－６）可以得出，Ｓ－Ｎ曲线的左段在双对数坐标上为直线，１／ｂ为Ｓ－Ｎ??曲线的负斜率。??通过近几十年的实验数据的收集，现在在机械工程手册中可以查阅绝大部??分的常用材料的Ｓ－Ｎ曲线［４４］。??２．２疲劳的分类??从不同的观察角度有不同的分类方法，以下详细介绍几种常见的疲劳分类。??从研究对象来看
恒定的称作恒幅疲劳。载荷峰值、谷值均不相等，交变应力的幅值变化，而频??率不变的称作变幅疲劳。载荷峰值、谷值均不相等且随机出现，应力的幅值和??频率均随机变化的称作随机疲劳。各种疲劳载荷的不同特征如图２－２所示。??■?■參??（ａ）恒幅循环应力?（ｂ）变幅循环应力?＜ｃ）随机应力??图２－２疲劳载荷分类??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]叉车高门架设计与稳定性研究[J]. 蒋盛,纪琛,张翼. 中国新技术新产品. 2016(08)
[2]叉车现代技术的发展趋势[J]. 李进卫. 建筑机械. 2015(06)
[3]世界叉车销量超百万台[J]. 陈镜波. 建筑机械. 2015(06)
[4]基于ANSYS Workbench的叉车货叉疲劳寿命研究[J]. 范永斌,尹明德,丁奇. 煤矿机械. 2015(01)
[5]门架试验台控制系统的改进[J]. 代冠军. 起重运输机械. 2014(01)
[6]基于有限元法的冲焊式后桥壳疲劳寿命分析[J]. 李丽云. 热加工工艺. 2013(03)
[7]基于约束刚柔耦合系统的叉车振动研究[J]. 杨明亮,徐格宁. 机械工程学报. 2011(20)
[8]履带式装甲车辆车体疲劳寿命预测仿真研究[J]. 尚其刚,王红岩,杨涛,马伟标. 计算机仿真. 2011(06)
[9]基于模态应力恢复的车架疲劳寿命计算研究[J]. 钱立军,吴道俊,祝安定,章适. 中国机械工程. 2011(07)
[10]轿车底盘零部件耐久性虚拟试验方法研究[J]. 陈栋华,靳晓雄,周鋐,金锋,江学明. 汽车工程. 2007(11)
博士论文
[1]车辆悬架系统参数辨识、建模及耐久性分析优化[D]. 李凌阳.华中科技大学 2013
[2]车辆疲劳耐久性分析、试验与优化关键技术研究[D]. 吴道俊.合肥工业大学 2012
[3]机械疲劳寿命预测与可靠性设计关键技术研究[D]. 叶南海.湖南大学 2012
[4]高速货车转向架焊接部件疲劳强度研究[D]. 周张义.西南交通大学 2009
硕士论文
[1]基于模态频率响应的某重型车驾驶室疲劳寿命研究[D]. 汪洋.合肥工业大学 2017
[2]基于虚拟迭代的某商用车驾驶室疲劳寿命分析研究[D]. 张少辉.合肥工业大学 2017
[3]基于刚柔耦合的整车动力学仿真及悬架参数优化[D]. 张青林.重庆理工大学 2015
[4]基于有限元和多体动力学的举升机构疲劳寿命分析[D]. 葛绪坤.青岛大学 2014
[5]基于全工况载荷谱的凸轮轴疲劳寿命预测方法研究[D]. 娄晓静.中北大学 2013
[6]基于MSC.Fatigue的门座式起重机疲劳寿命的研究[D]. 李淘萍.武汉理工大学 2013
[7]汽车车架疲劳寿命有限元分析[D]. 刘艳伟.河北工业大学 2013
[8]厨余垃圾车提升机构优化设计研究[D]. 王中长.青岛大学 2012
[9]自卸汽车车箱抗冲击性能研究[D]. 朱龙龙.青岛大学 2012
[10]基于有限元方法的汽车驱动桥壳分析[D]. 杨志卿.南京理工大学 2012
本文编号：2971051
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