面向减振的叉车车架动力性能分析及优化技术研究
发布时间：2021-04-23 06:12
叉车车架作为主要的承载基体，其低阶模态参数不仅反映了车架的整体动态刚度性能，而且是控制整车振动特性的关键指标。在实际工况中，车架主要受到两种激振力的影响：一是发动机工作时，工作冲程燃烧爆发压力和活塞往复惯性力引起的简谐激振；二是行驶时路面不平度对车轮作用的随机激励。因此，求解和优化车架的低阶模态参数对避免车架在怠速工况下共振具有重要的意义。针对杭州叉车股份有限公司生产的一型号叉车车架在怠速下出现的共振问题，本文利用有限元方法对该车架进行了动力性能分析。首先为了得到计算性能较好的有限元模型，论文根据车架的几何结构，通过选用不同的单元组合，利用HyperMesh软件共建立了车架四种有限元模型加以比较。由于建模工作中壳单元涉及因素比较多，因此本文详细介绍了车架壳单元建模的关键工作。利用ANSYS软件对建立好的四种有限元模型，分别进行模态分析，得到了车架在自由约束下的前10阶固有频率，根据计算情况对各有限元模型进行评价。并利用试验方法对有限元模型分析结果进行验证。通过对发动机在怠速下输出频率的分析，发现车架1阶弯曲频率与发动机1阶次激励频率相近，找出了该车架在实际中产生共振的原因。为了达到消除...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 课题研究背景及意义
1.3 有限元方法在车辆动态特性分析中的应用
1.4 论文主要研究内容
第2章 车架有限元动态分析的基本理论
2.1 有限元法基本思路
2.2 有限元法动态分析基本原理
2.3 有限元软件介绍
2.3.1 有限元分析流程
2.3.2 HyperMesh 及ANSYS 软件简介
2.4 本章小结
第3章 叉车车架有限元建模方法研究
3.1 车架有限元模型建立原则
3.2 利用 HyperMesh 建立车架有限元模型
3.3 有限元建模中的关键步骤
3.3.1 有限元建模方法研究
3.3.2 设置单元类型
3.3.3 网格划分
3.3.4 网格质量控制
3.4 本章小结
第4章 叉车车架的模态分析
4.1 理论模态分析原理
4.2 车架有限元模态计算
4.3 试验模态分析
4.3.1 试验模态分析基本原理
4.3.2 车架试验模态测试方案
4.3.3 试验测点的布置
4.3.4 激励点位置的选取
4.3.5 确定支撑方式
4.3.6 试验模态分析结果
4.4 车架主要激励源分析
4.4.1 怠速下发动机输出频率
4.4.2 路面激励频率
4.5 本章小结
第5章 车架结构优化设计
5.1 优化设计基本理论
5.1.1 优化设计三个基本要素
5.1.2 约束问题极小化方法
5.1.3 优化设计在ANSYS 中的实现
5.2 车架结构优化设计
5.3 优化后的车架模态参数
5.4 本章小结
第6章 发动机振动对车架的谐响应分析
6.1 有限元谐响应分析的基本理论
6.2 车架的谐响应分析
6.3 谐响应分析结果
6.4 发动机怠速输出频率对分析点影响
6.5 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 本文主要工作和总结
7.2 进一步工作
参考文献
致谢
攻读学位期间参加的科研项目和成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]机车车体结构抗振性设计探讨[J]. 刘晓波. 机车电传动. 2008(06)
[2]叉车的NVH特性研究[J]. 纪晓华. 安徽科技. 2008(07)
[3]国内叉车的现状及发展趋势[J]. 叶道军. 工程建设与设计. 2008(07)
[4]内燃叉车发动机的隔振试验与分析[J]. 沈慧,李志远. 工程机械. 2008(05)
[5]内燃叉车的设计要点及技术发展趋势[J]. 张冬林. 工程机械. 2007(12)
[6]叉车技术的发展[J]. 鲁开宇. 叉车技术. 2007(03)
[7]汽车NVH特性中的振动噪声分析[J]. 岳奎. 中国科技信息. 2006(23)
[8]基于模态综合方法的叉车门架系统振动特性研究[J]. 赵坚,王太勇,胡世广,刘宁,胥永刚,李志潭. 机械强度. 2006(03)
[9]汽车车架的优化设计方法[J]. 李峻,于学兵,张昆. 机械制造与自动化. 2005(02)
[10]基于CAE技术的优化方法及其应用[J]. 杨宗明,马哲树,王健雄. 机械设计与制造. 2004(04)
硕士论文
[1]专用车辆振动特性虚拟试验技术研究[D]. 刘晓明.南京理工大学 2008
[2]载重汽车车架有限元分析及优化[D]. 孙艳鹏.重庆交通大学 2008
[3]轿车白车身模态分析及其优化[D]. 汪成明.合肥工业大学 2007
[4]摩托车车架动态特性分析与结构改进研究[D]. 顾瑄.天津大学 2007
[5]大客车车架结构的有限元分析及优化设计[D]. 郑鑫.大连理工大学 2004
本文编号：3154792
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 课题研究背景及意义
1.3 有限元方法在车辆动态特性分析中的应用
1.4 论文主要研究内容
第2章 车架有限元动态分析的基本理论
2.1 有限元法基本思路
2.2 有限元法动态分析基本原理
2.3 有限元软件介绍
2.3.1 有限元分析流程
2.3.2 HyperMesh 及ANSYS 软件简介
2.4 本章小结
第3章 叉车车架有限元建模方法研究
3.1 车架有限元模型建立原则
3.2 利用 HyperMesh 建立车架有限元模型
3.3 有限元建模中的关键步骤
3.3.1 有限元建模方法研究
3.3.2 设置单元类型
3.3.3 网格划分
3.3.4 网格质量控制
3.4 本章小结
第4章 叉车车架的模态分析
4.1 理论模态分析原理
4.2 车架有限元模态计算
4.3 试验模态分析
4.3.1 试验模态分析基本原理
4.3.2 车架试验模态测试方案
4.3.3 试验测点的布置
4.3.4 激励点位置的选取
4.3.5 确定支撑方式
4.3.6 试验模态分析结果
4.4 车架主要激励源分析
4.4.1 怠速下发动机输出频率
4.4.2 路面激励频率
4.5 本章小结
第5章 车架结构优化设计
5.1 优化设计基本理论
5.1.1 优化设计三个基本要素
5.1.2 约束问题极小化方法
5.1.3 优化设计在ANSYS 中的实现
5.2 车架结构优化设计
5.3 优化后的车架模态参数
5.4 本章小结
第6章 发动机振动对车架的谐响应分析
6.1 有限元谐响应分析的基本理论
6.2 车架的谐响应分析
6.3 谐响应分析结果
6.4 发动机怠速输出频率对分析点影响
6.5 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 本文主要工作和总结
7.2 进一步工作
参考文献
致谢
攻读学位期间参加的科研项目和成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]机车车体结构抗振性设计探讨[J]. 刘晓波. 机车电传动. 2008(06)
[2]叉车的NVH特性研究[J]. 纪晓华. 安徽科技. 2008(07)
[3]国内叉车的现状及发展趋势[J]. 叶道军. 工程建设与设计. 2008(07)
[4]内燃叉车发动机的隔振试验与分析[J]. 沈慧,李志远. 工程机械. 2008(05)
[5]内燃叉车的设计要点及技术发展趋势[J]. 张冬林. 工程机械. 2007(12)
[6]叉车技术的发展[J]. 鲁开宇. 叉车技术. 2007(03)
[7]汽车NVH特性中的振动噪声分析[J]. 岳奎. 中国科技信息. 2006(23)
[8]基于模态综合方法的叉车门架系统振动特性研究[J]. 赵坚,王太勇,胡世广,刘宁,胥永刚,李志潭. 机械强度. 2006(03)
[9]汽车车架的优化设计方法[J]. 李峻,于学兵,张昆. 机械制造与自动化. 2005(02)
[10]基于CAE技术的优化方法及其应用[J]. 杨宗明,马哲树,王健雄. 机械设计与制造. 2004(04)
硕士论文
[1]专用车辆振动特性虚拟试验技术研究[D]. 刘晓明.南京理工大学 2008
[2]载重汽车车架有限元分析及优化[D]. 孙艳鹏.重庆交通大学 2008
[3]轿车白车身模态分析及其优化[D]. 汪成明.合肥工业大学 2007
[4]摩托车车架动态特性分析与结构改进研究[D]. 顾瑄.天津大学 2007
[5]大客车车架结构的有限元分析及优化设计[D]. 郑鑫.大连理工大学 2004
本文编号：3154792
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