重载AGV轻量化设计研究

发布时间：2020-08-05 16:48

【摘要】：有限元分析方法是当今用于结构力学分析最为流行的一种方法。把有限元分析方法用于工程实践中可以缩短设计周期、减少设计成本以及增加产品可靠性等。本文结合实际工程项目,对某载重量为60t的重载AGV车架进行焊接工艺的仿真模拟、有限元分析、尺寸优化以及拓扑优化。首先,利用Simufact.welding焊接仿真软件对车架纵梁进行不同焊接顺序的仿真模拟,通过对比仿真模拟结果可以发现,焊接顺序对焊接温度场、焊接变形、残余应力有一定的影响;然后利用Hypermesh有限元分析软件对车架进行有限元分析,其中包括有限元的建模过程:几何清理、中面抽取、网格划分及单元质量检查、材料属性以及连接工艺的添加,并根据车架实际受力情况,对其进行载荷边界条件的确定以及工况的选取,接着对车架进行了有限元分析,根据分析结果可知,该车架满足强度及刚度要求并具有轻量化空间;同时,该车架可以有效地避免共振;最后利用Optistruct模块对车架进行尺寸优化及拓扑优化,其中尺寸优化以质量最小为目标函数,横梁各部分板厚为设计变量,应力和变形约束为约束函数,建立车架尺寸优化模型并进行尺寸优化分析,得到了满足要求的轻量化结果;拓扑优化的设计变量为各单元密度值,目标函数及约束条件与尺寸优化相同,也得到了满足要求的轻量化结果,说明尺寸优化及拓扑优化方法对车架的轻量化设计的有效性和可行性,为车架结构优化设计提供了一种思路。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U653
【图文】：

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2 重载 AGV 结构梁式车架优点：扭转刚度较大；质量轻。缺点：安装不变、工艺复杂；精度要求高。文所研究的重载 AGV 车架选用边梁式结构，车架总成二维图如据车架的二维图纸，利用 CATIA 三维建模软件建立车架的三维模示。

脊梁式车架轻。缺点：安装不变、工艺复杂；精度要求高。本文所研究的重载 AGV 车架选用边梁式结构，车架总成二维图如图 2.3 示。根据车架的二维图纸，利用 CATIA 三维建模软件建立车架的三维模型，图 2.4 所示。图 2.3 车架总成

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本文编号：2781763