散粮进出仓装备升降机构有限元分析

发布时间：2017-10-22 00:34

  本文关键词：散粮进出仓装备升降机构有限元分析

  更多相关文章： 剪叉式升降机构 受力分析 动力学仿真分析 静态分析 模态分析

【摘要】：目前，粮食在进仓过程中存在着许多问题，诸如破碎率高、自动分级现象严重、粉尘浓度大等，这已经成为了一个热点问题。虽然人们针对这些问题，对进仓设备进行了一定的改进，但是效果仍然不显著。本文针对目前粮食进仓过程出现的诸多问题，提出了一套新的进仓设备，即剪叉式升降装置，通过气缸的伸缩使其实现升降功能，，可以有效的缓解粮食和杂质的自动分级现象，降低粮食破碎率。 本文通过多体动力学软件ADAMS以及有限元分析软件Hyperworks，将动力学仿真技术以及有限元方法运用到分析过程中，通过对剪叉式升降机构进行了动力学仿真分析、静力学分析和模态分析，为实际设计提供了一定的科学依据。 （1）根据动力学原理，对粮食的下落过程建立动力学方程，推导出粮食入仓时下落深度与剪叉机构下部的布粮器旋转速度关系方程，运用MATLAB软件，对粮食分级过程进行了仿真，由此可以更加清楚的说明研究剪叉式升降机构的必要性；通过对剪叉式升降机构的结构特点及受力情况的分析，推导出各个铰接点处销轴的力学模型，利用虚功原理计算出气缸的最大推力，为后续仿真分析提供了理论依据。 （2）通过三维实体建模软件Pro/E建立剪叉式升降机构的三维几何模型，运用多体动力学仿真软件ADAMS，对剪叉式升降机构进行运动仿真分析，由此可以得到剪叉式升降机构运动过程中的一些曲线，如升降平台的质心位移曲线、质心的速度曲线，以及铰接点处销轴的受力变化曲线。通过对位移和速度曲线分析，确定了平台产生波动的原因，由于波动很微小，对整个升降机构的影响不大，在正常范围之内。通过对各销轴的受力曲线的分析，进一步验证了理论计算的准确性，这为下一步的动力学分析提供了依据。 （3）对剪叉式升降机构进行了静力学分析，结果显示，剪叉式升降机构的最大应力表现在与气缸连接的支撑耳托上，最大应力值为58.87MPa，小于材料的屈服极限，由此证明了结构的可靠性；同时，对剪叉式升降机构进行了模态分析，提取了其前十阶固有振型，分析结果为剪叉式升降机构的实际设计提供了一定的依据。
【关键词】：剪叉式升降机构 受力分析 动力学仿真分析 静态分析 模态分析
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH211.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 研究的目的及意义10-11
• 1.2 升降机构的种类及应用11-12
• 1.3 剪叉式升降机构的国内外研究现状12-14
• 1.4 课题研究的内容14-15
• 1.5 本章小结15-16
• 2 剪叉式升降机构的模型建立及相关理论16-33
• 2.1 研究剪叉式升降机构建模及相关理论的必要性16-22
• 2.1.1 散粮下落过程中的动力学分析16-21
• 2.1.2 MATLAB 仿真21-22
• 2.2 剪叉式升降机构的概述22-23
• 2.3 剪叉式升降机构整体力学分析23-25
• 2.4 剪叉式升降机构气缸最大推力的计算25-27
• 2.5 剪叉臂各铰接点销轴的受力分析27-29
• 2.6 剪叉臂的校核29-31
• 2.7 铰接点销轴的校核31
• 2.8 本章小结31-33
• 3 剪叉式升降机构动力学仿真分析33-47
• 3.1 ADAMS 软件简介33-34
• 3.2 剪叉式升降机构三维模型的建立34-35
• 3.3 剪叉式升降机构的动力学仿真35-46
• 3.3.1 模型的导入35
• 3.3.2 施加约束和驱动35-36
• 3.3.3 添加载荷36-37
• 3.3.4 仿真结果及分析37-46
• 3.4 本章小结46-47
• 4 剪叉式升降机构的有限元分析47-64
• 4.1 有限元方法简介47-48
• 4.2 有限元分析软件 Altair Hyperworks 简介48-49
• 4.2.1 有限元前处理平台48
• 4.2.2 有限元分析求解器48-49
• 4.2.3 仿真工具以及流程自动化和数据管理系统49
• 4.3 Hypermesh 软件简介49
• 4.4 剪叉式升降机构整体静力学分析49-57
• 4.4.1 静力学分析的过程49-51
• 4.4.2 模型的导入51
• 4.4.3 连接处的模拟51-52
• 4.4.4 几何清理52
• 4.4.5 单位的统一和定义材料属性52-53
• 4.4.6 网格划分53-54
• 4.4.7 载荷的添加和边界条件的创建54-55
• 4.4.8 剪叉式升降机构的静力学分析55-57
• 4.5 剪叉式升降机构的自由模态分析57-63
• 4.5.1 模态分析理论基础57-58
• 4.5.2 剪叉机构自由模态分析58-63
• 4.6 本章小结63-64
• 结论与展望64-66
• 结论64-65
• 展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 攻读学位期间取得的成果71-72
• 个人简历72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1075999