QY25型汽车起重机结构强度分析与优化设计

发布时间：2017-07-31 03:11

  本文关键词：QY25型汽车起重机结构强度分析与优化设计

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【摘要】：随着我国社会各行各业的快速发展,汽车起重机逐渐成为土木工程、交通工程与国防工程建设中必不可少的起重机械。由于工程实际对汽车起重机的安全性、稳定性要求越来越高,因此有必要对汽车起重机的结构进行更为细致精确的力学分析,以便在设计中尽可能地优化其结构,使其具备更好的工作性能。 本文以QY25U型汽车起重机为主要研究对象,通过运用有限元分析软件ANSYS Workbench,对其进行了静力分析、疲劳分析、模态分析及谐响应分析。考虑到吊臂是汽车起重机中最主要的受力件,其结构合理与否直接影响着汽车起重机的整机上作性能和生产成本,因此本文在对QY25U型汽车起重机进行整体力学分析的同时,还以QY25C型汽车起重机为辅助研究对象,针对不同回转位置、不同吊臂工况下汽车起重机的起重性能进行了对比,通过分析得出了不同截面形状下吊臂的应力、应变变化规律并提出了优化设计意见。 研究表明汽车起重机的有限元分析模型符合实际,其强度和刚度计算结果较为合理。载荷相同情况下,吊臂处于汽车起重机正后方起吊时的最大应力大于其在两侧起吊时的应力、而最大变形则小于在两侧起吊时的变形；由于同样载荷下U形吊臂的最大应力与应变均小于六边形吊臂的相应数值,因此其寿命与起吊性能都优于六边形吊臂。通过模态分析,得出了汽车起重机的固有频率和振型,结果表明,由于吊臂较长,振动主要表现在吊臂上,而底座的振幅较小。通过优化,最终得出了可充分提高汽车起重机起重性能并降低吊臂质量的吊臂截面尺寸。 本文通过采用对比QY25U型与QY25C型各自计算结果的方法来研究汽车起重机的起重性能与力学特性,为汽车起重机的结构优化提供了可资参考的理论依据。
【关键词】：汽车起重机 吊臂 ANSYS Workbench 结构优化
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH213.6
【目录】：

• 摘要4-5
• 英文摘要5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 汽车起重机概述8
• 1.2 国内外汽车起重机的发展状况及趋势8-10
• 1.2.1 国外汽车起重机的发展状况8-9
• 1.2.2 国内汽车起重机的发展状况9
• 1.2.3 国内外汽车起重机的发展趋势9-10
• 1.3 课题研究的目的和意义10-11
• 1.4 论文的主要工作11-12
• 2 有限元分析软件简介12-15
• 2.1 CAE 与有限元法概述12
• 2.2 有限元分析软件概述12-15
• 2.2.1 ANSYS 的发展过程13
• 2.2.2 ANSYS Workbench 简介13-14
• 2.2.3 ANSYS Workbench 的功能14-15
• 3 汽车起重机结构与静力学计算15-24
• 3.1 汽车起重机结构简介15-16
• 3.2 吊臂的工作原理与结构形式16-17
• 3.3 汽车起重机的载荷分析17-19
• 3.3.1 计算工况17
• 3.3.2 动载荷系数17-18
• 3.3.3 风载荷18-19
• 3.4 吊臂设计计算方法19-20
• 3.5 吊臂刚度计算20-23
• 3.5.1 变幅平面20-21
• 3.5.2 回转平面21-23
• 3.6 小结23-24
• 4 QY25 型汽车起重机结构有限元静力分析24-38
• 4.1 结构静力分析方法24
• 4.2 起重性能与计算工况24-26
• 4.3 汽车起重机三维建模与网格划分26-28
• 4.4 边界条件与载荷28
• 4.5 求解与后处理28-33
• 4.5.1 应力计算结果28-31
• 4.5.2 位移计算结果31-33
• 4.6 疲劳分析33-36
• 4.7 结构改进36-37
• 4.8 小结37-38
• 5 汽车起重机结构动力学分析38-45
• 5.1 动力学分析基础38
• 5.2 模态分析38-40
• 5.3 谐响应分析40-44
• 5.3.1 谐响应分析概述40
• 5.3.2 谐响应分析结果40-44
• 5.4 小结44-45
• 6 汽车起重机结构优化设计研究45-57
• 6.1 优化设计的理论基础45-46
• 6.1.1 优化设计简述及数学模型45
• 6.1.2 优化设计的分析步骤45-46
• 6.2 汽车起重机参数设定46-47
• 6.3 吊臂优化设计47-56
• 6.3.1 优化设计的流程47-48
• 6.3.2 实验设计法48-53
• 6.3.3 响应面的参数灵敏度结果53-55
• 6.3.4 目标优化55-56
• 6.4 小结56-57
• 结论57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-61
• 攻读学位期间的研究成果61

【共引文献】

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1 丁波;王玉林;张鲁邹;;基于AMESim的正流量挖掘机恒功率泵模型分析[J];农业装备与车辆工程;2014年02期

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本文编号：597215