单立柱巷道堆垛机结构及动特性研究

发布时间：2017-05-12 21:09

  本文关键词：单立柱巷道堆垛机结构及动特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着工业化和计算机集成技术的迅速发展,自动化立体仓库由于高速、高效和低储运费用等诸多优点得到了广泛的应用。巷道堆垛机作为自动化立体仓库不可或缺的搬运主机,其整体性能的优劣和运行周期的长短将直接影响着自动化立体仓库的运行水平。 本文以昆明船舶设备集团有限公司生产的TD115型单立柱有轨巷道堆垛机作为研究对象,进行了以下几种工作：首先,经过力学计算,分析了堆垛机结构的稳定性,分别分析了主要零部件在静、动态时对立柱顶端挠度产生的影响；经过振动分析,得到了低阶的弯曲固有频率及模态振型,并分析了在一般作用力下的响应。其次,采用有限元方法,建立有限元模型进行以下分析：静态分析,得出不同载重量和不同惯性力作用下的立柱顶端位移；模态分析,得出载货台在不同位置和顶端不同约束工况下的固有频率及不同加筋板对固有频率的影响；瞬态响应分析,得到正车和倒车行驶时静止、启动加速、匀速和制动减速不同加速度工况下,立柱顶端振动位移图和底端应力分布图。再次,建立堆垛机的多体动力学模型,仿真了一个完整的存取货物的过程,得到了相应的动态响应曲线；将机架部分视为柔性体,分析在不同加速度工况下立柱顶端的振动位移；考虑堆垛机与缓冲块的碰撞,分析计算速度达到3m/s时缓冲块的刚度系数和阻尼系数,然后进行仿真得到缓冲块的变形和受力。最后,对堆垛机的样机进行了不同工况下的试验测试,得出了立柱顶端振动位移图和底端应力分布图。综合对比计算、仿真和试验结果,论文研究表明：计算和仿真的数据比试验结果要小,并在高速运行时立柱的变形呈现出了几何非线性。 考虑轨道高低不平顺对堆垛机性能的影响,根据功率谱密度与轨道随机高低不平顺的关系,采用一种基于Blackman-Tukey法对轨道不平顺进行数值模拟,分析堆垛机在不同等级粗糙度和不同速度作用下的动态响应。 通过对堆垛机的力学模型、有限元模型和多体动力学模型的建立,分析了正常工况和极端工况下的动态响应,拟从虚拟样机的技术得到堆垛机的整体性能。在分析的过程中,尽可能更多地考虑各种影响因素,但是,还存在很多未能解决的问题,像在高速运行情况下立柱变形的非线性问题,链条或钢丝绳这些模型的建立以及多体动力学模型中结合面的阻尼、接触刚度等参数的设置等等。
【关键词】：巷道堆垛机 力学分析 有限元分析 多体动力学分析 轨道不平顺
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH246
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 符号说明10-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 课题背景12-15
• 1.1.1 自动化立体仓库的概述12-13
• 1.1.2 巷道堆垛机的概况13-15
• 1.1.3 课题来源15
• 1.2 论文的研究内容及其选题意义15-18
• 1.2.1 TD115型堆垛机结构分析15-16
• 1.2.2 研究内容16-17
• 1.2.3 研究意义17-18
• 第二章 堆垛机立柱力分析及横向振动分析18-38
• 2.1 堆垛机结构参数分析18-20
• 2.2 堆垛机静态特性分析20-23
• 2.2.1 重力作用引起立柱的挠度20-21
• 2.2.2 横梁转角引起立柱顶端的挠度21-23
• 2.3 立柱稳定性分析23-24
• 2.4 立柱动态特性分析24-26
• 2.4.1 由惯性力引起立柱顶端的挠度24-25
• 2.4.2 惯性力引起横梁转角而产生立柱顶端的挠度25-26
• 2.5 下横梁稳定性分析26-27
• 2.6 运行过程中立柱的横向振动分析27-36
• 2.6.1 立柱基频的计算27-28
• 2.6.2 立柱横向振动分析28-33
• 2.6.3 对一般作用力的响应33-36
• 2.7 本章小结36-38
• 第三章 堆垛机有限元模型的建立及其动态响应分析38-60
• 3.1 有限元理论及软件简介38-41
• 3.1.1 弹性力学的基本方程38-40
• 3.1.2 有限元软件简介40-41
• 3.2 有限元模型建立41-42
• 3.3 静力分析42-44
• 3.3.1 载重量对堆垛机的影响43
• 3.3.2 惯性力对堆垛机的影响43-44
• 3.4 模态分析44-51
• 3.4.1 进行模态分析的原因45
• 3.4.2 特征值的求解方法45-46
• 3.4.3 正则化方法46
• 3.4.4 堆垛机的模态分析46-50
• 3.4.5 立柱结构的筋板布置对固有频率的影响50-51
• 3.5 动态响应分析51-59
• 3.5.1 动态响应分析的理论基础51-55
• 3.5.2 动态特性仿真分析55-59
• 3.6 本章小结59-60
• 第四章 堆垛机多体动力学仿真分析60-74
• 4.1 机械系统动力学分析60-64
• 4.1.1 机械系统动力学分析与仿真60-61
• 4.1.2 多体系统动力学基本理论61-63
• 4.1.3 ADAMS软件系统简介63-64
• 4.2 堆垛机多体系统运动学分析64-68
• 4.2.1 堆垛机多体系统运动学模型的建立64
• 4.2.2 堆垛机多体系统运动学仿真64-68
• 4.3 堆垛机多体系统动力学分析68-69
• 4.3.1 堆垛机多体系统动力学模型的建立68
• 4.3.2 堆垛机多体系统动力学仿真68-69
• 4.4 堆垛机与缓冲块碰撞分析69-71
• 4.4.1 堆垛机与缓冲块碰撞的计算分析69-71
• 4.4.2 堆垛机与缓冲块碰撞的仿真分析71
• 4.5 本章小结71-74
• 第五章 堆垛机动态特性试验分析74-80
• 5.1 动态特性试验分析74-78
• 5.1.1 堆垛机结构工作应变及振动响应测试系统74-76
• 5.1.2 堆垛机立柱结构振动位移及工作应变测试图76-78
• 5.2 综合分析78-79
• 5.3 本章小结79-80
• 第六章 轨道不平顺数值模拟及其对堆垛机性能的影响80-90
• 6.1 轨道不平顺数值模拟80-87
• 6.2 堆垛机的动态响应87-89
• 6.3 本章小结89-90
• 第七章 总结与展望90-92
• 7.1 总结90-91
• 7.2 展望91-92
• 致谢92-94
• 参考文献94-98
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的论文98
• 附录B Patran中立柱顶端振动位移MATLAB实现程序98-100
• 附录C 堆垛机轨道不平顺数值模拟MATLAB实现程序100

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 郭环,禹永伟;自动化立体仓库中堆垛机的设计[J];物流技术;2002年03期

  本文关键词：单立柱巷道堆垛机结构及动特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：360873