装载机工作装置多体动力学分析

发布时间：2017-05-19 11:10

  本文关键词：装载机工作装置多体动力学分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：装载机是工程建设中应用最广泛的机械设备,而工作装置是装载机完成装卸作业的执行结构,所以它是装载机的关键部件之一,其设计水平的高低直接影响整机的工作效率与经济指标。工作装置的力学分析一般都是静力学分析,但是为了进一步了解它在整个运动过程中的动态响应,本文对其进行了多体动力学分析,这样既能根据计算结果及时改进结构,来完善其机械性能;又能得到构件的动态受力时间历程,为后期进行强度和寿命分析奠定了基础。首先,本文创建了八杆机构形式的装载机工作装置的三维模型,再在ADAMS中建立它的参数化数学模型,从而根据设计要求,成功的进行参数化优化设计,得到了机械性能更加良好的工作装置。其次,结合ADAMS和ANSYS软件创建了工作装置的刚-柔耦合模型,进行了多体动力学仿真分析,并且就工作装置的性能指标对仿真结果进行了分析。最后,把动力学分析的受力时间历程,通过对动臂强度有限元分析转换成了应力时间历程。再定义动臂的零件S-N曲线,载荷类型等,进行了疲劳寿命预测,找到了动臂的危险点。总之,本文通过参数化优化设计,得到了机械性能更好的装载机工作装置;通过对其进行多体动力学分析,得到了构件的动态应力,为产品的设计和优化提供了依据。
【关键词】：装载机 工作装置 优化设计 刚-柔耦合 多体动力学 疲劳寿命
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH243
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 课题研究背景和意义13-14
• 1.2 装载机国内外发展状态14-15
• 1.3 工作装置国内外研究现状15-16
• 1.4 多体动力学发展现状16-17
• 1.5 本文主要研究内容17-19
• 第二章 多体动力学方法理论基础19-34
• 2.1 多刚体系统动力学理论基础19-27
• 2.1.1 多刚体系统建模理论19-20
• 2.1.2 多刚体系统运动学方程研究20-21
• 2.1.3 多刚体系统动力学方程21-26
• 2.1.4 静力学分析26
• 2.1.5 线性分析26-27
• 2.2 多柔体系统动力学基础理论27-30
• 2.2.1 多柔体系统运动学方程27-28
• 2.2.2 多柔体动力学方程28-30
• 2.3 多体动力学求解30-33
• 2.3.1 微分代数方程求解算法30-33
• 2.3.2 坐标缩减微分方程求解过程算法33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 工作装置基本尺寸设计34-49
• 3.1 工作装置基本概述34-38
• 3.1.1 工作装置设计要求34-35
• 3.1.2 装载机工作过程典型工况35-36
• 3.1.3 工作装置总体参数确定36-38
• 3.2 工作装置三维建模38-40
• 3.2.1 几何模型建立38-39
• 3.2.2 定义约束和驱动39
• 3.2.3 多余约束的检查和修改39-40
• 3.2.4 添加作用力40
• 3.3 工作装置八杆机构优化设计40-48
• 3.3.1 建立八杆工作装置数学模型42
• 3.3.2 确定优化目标函数42
• 3.3.3 确定设计变量42-45
• 3.3.4 确定约束条件45-46
• 3.3.5 优化研究46-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第四章 工作装置动力学仿真分析49-61
• 4.1 工作装置性能评价指标49-50
• 4.2 外载荷计算50-53
• 4.2.1 插入阻力50-51
• 4.2.2 掘起阻力51
• 4.2.3 转斗阻力矩51-52
• 4.2.4 工作装置的外载受力分析52-53
• 4.3 工作装置系统动力学分析53-60
• 4.3.1 刚柔耦合模型的建立53-55
• 4.3.2 工作装置多体动力学分析55-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 动臂强度和疲劳寿命分析61-76
• 5.1 动臂强度分析61-67
• 5.1.1 动臂有限元分析模型建立61-62
• 5.1.2 动臂有限元计算结果分析62-67
• 5.2 动臂疲劳寿命分析67-75
• 5.2.1 疲劳寿命影响因素67-68
• 5.2.2 疲劳分析方法的研究68-70
• 5.2.3 疲劳积累损伤理论70-71
• 5.2.4 动臂疲劳寿命计算71-75
• 5.3 本章小结75-76
• 总结与展望76-78
• 参考文献78-81
• 致谢81-82
• 在校期间的研究成果及发表的学术论文82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 伦智达;方俊元;贾子文;;基于ADAMS的刚柔耦合机器人动力学仿真[J];仪器仪表与分析监测;2012年02期

2 范湘生;张学稳;卓义;;地下铲运机动臂断裂有限元分析[J];有色设备;2013年04期

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本文编号：378515