牵引式升降转运平台有限元分析及拓扑优化

发布时间：2017-04-04 13:02

  本文关键词：牵引式升降转运平台有限元分析及拓扑优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文所研究的牵引式升降转运平台是针对大型装备或大型仪器的转运难题而专门设计的一种转运工具。本文根据转运平台的功能提出了总体的设计要求，根据设计要求重点进行了升降支腿的设计和平台台面的设计，并对相关部件进行了选型，并在三维软件中对各设计好的部件进行了总体装配。 在文中介绍了有限单元法的基本理论，然后运用通用有限元软件Ansys/workbench建立了转运平台的有限元分析模型。在各不同工况下分对对牵引式升降转运平台和车架进行了静态分析，，得到了牵引式升降转运平台和车架的应力分布和形变情况，然后对应力分布和形变情况进行了具体分析，以校验结构的强度和刚度。 本文通过对牵引式升降转运平台和车架进行自由模态分析和计算，得到了结构的固有频率和振型，用以研究转运平台的动态特性；车架的预应力模态分析更接近实际情况，将预应力模态分析得到的固有频率和有关激励源的频率进行了比较，结果表明车架不会发生共振情况。为了分析车架在C级路面激励作用下的动态响应，在预应力模态分析的基础上对车架进行了随机振动分析，得到了车架应力分布和形变情况，并联合Ansys经典界面得到位移最大点的节点编号，最后在Ansys/workbench插入APDL语言得到了最大位移点的位移、速度、加速度响应谱曲线。 在扭转工况下对车架进行了拓扑优化，并在对拓扑优化结果分析的基础上对车架进行了二次设计，结果表明优化后的车架重量比原来有所下降，并满足强度和刚度要求。
【关键词】：牵引式升降转运平台 有限元分析 拓扑优化
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.6;TH24
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 背景8
• 1.2 有限元法的国内外发展概况8-10
• 1.3 拓扑优化技术的发展与现状10-11
• 1.4 课题研究意义和主要研究内容11-13
• 1.4.1 课题研究意义11-12
• 1.4.2 主要研究内容12-13
• 1.5 本章小结13-14
• 2 牵引式升降转运平台结构设计14-26
• 2.1 三维建模软件的选择14-15
• 2.2 牵引式升降转运平台设计要求15-16
• 2.3 牵引式升降转运平台结构设计16-25
• 2.3.1 升降支腿设计16-21
• 2.3.2 平台台面的设计21-22
• 2.3.3 牵引连接装置22-23
• 2.3.4 后轴和车轮23-24
• 2.3.5 平台总装24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 有限元分析基本理论和软件介绍26-37
• 3.1 有限元基本理论26-29
• 3.1.1 基本思想26
• 3.1.2 有限元法基本求解过程26-27
• 3.1.3 弹性力学求解方法27-29
• 3.2 模态分析理论29-33
• 3.2.1 模态分析简介29
• 3.2.2 计算模态分析29-31
• 3.2.3 实验模态分析31-33
• 3.3 Ansys 软件简介33-36
• 3.4 本章小结36-37
• 4 牵引式升降转运平台的静态分析37-58
• 4.1 有限元模型的建立37-39
• 4.2 平台静止工况39-50
• 4.2.1 分析准备工作40-41
• 4.2.2 结果分析41-50
• 4.3 转场运输工况50-57
• 4.3.1 分析准备工作50-51
• 4.3.2 工况计算和结果分析51-57
• 4.3.3 强度校核57
• 4.4 本章小结57-58
• 5 转运平台动态特性分析58-79
• 5.1 转运平台整体模态分析59-63
• 5.2 车架模态分析63-71
• 5.2.1 自由模态分析64-67
• 5.2.2 车架预应力模态分析67-71
• 5.3 车架随机振动分析71-78
• 5.3.1 随机振动分析的理论基础71-74
• 5.3.2 随机振动分析结果74-78
• 5.4 本章小结78-79
• 6 车架拓扑优化79-86
• 6.1 拓扑优化基本理论79-80
• 6.2 车架的拓扑优化80-85
• 6.2.1 基于最小静柔度的拓扑优化80-83
• 6.2.2 基于模态分析的拓扑优化83-85
• 6.3 本章小结85-86
• 7 总结和展望86-88
• 7.1 总结86-87
• 7.2 存在的问题与展望87-88
• 参考文献88-90
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果90-91
• 致谢91-92

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 孙保和;杨朋军;;惯性平台台体动态分析及动力修改[J];弹箭与制导学报;2006年03期

2 夏天翔;姚卫星;;连续体结构拓扑优化方法评述[J];航空工程进展;2011年01期

3 杨洪涛;贾继强;;机载光电平台内框架刚度及模态有限元分析[J];计算机仿真;2005年11期

4 吕东升;王东方;苏小平;;基于HYPERWORKS的某客车车架有限元分析[J];机械设计与制造;2011年03期

5 徐中明;余烽;张志飞;贺岩松;胡康博;;小型机动平台车体动态特性分析与减振优化[J];机械设计;2011年03期

6 王佳民,吴亚明,陈仲恒;惯性平台基座结构的动态特性分析[J];机械与电子;2005年07期

7 陈敏志,张旭明,徐冯君;拓扑优化研究方法综述[J];山西建筑;2005年21期

8 孙玮光;;基于ANSYS的车体随机振动分析[J];科技信息(学术研究);2008年27期

9 袁敏;陈

本文编号：285544