车载煤炭采样机制样装置设计与虚拟样机仿真

发布时间：2017-07-08 15:08

  本文关键词：车载煤炭采样机制样装置设计与虚拟样机仿真

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【摘要】：车载煤炭采样机作为一种新型移动式采制样设备,在实际工作中可形成一个流动的采制样平台,不仅可以克服固定式采制样装置受地域限制的影响,还可以避免传统人力采样费时费力、采样深度不足等缺点,具有采样范围广、采样效率高、采样方式灵活等优点,将成为未来采制样机械发展的必然趋势。车载煤炭采样机的主要功能是采样和制样,本文主要完成制样装置的设计和仿真。针对制样装置在实际工作中遇到的定位不准、装夹不稳、桶盖易破损等现象,主要完成了以下工作:首先,查阅资料了解制样装置的工作原理和设计要求,并结合实际工况完成了制样装置的整体结构(包括传动机构、转台机构和封装机构)设计;然后,在UG软件中建立制样装置三维实体模型,并进行了虚拟装配和干涉检查,验证了模型的正确性;接下来,建立工作台系统的力学振动模型和动力学微分方程,利用ABAQUS软件求解了工作台前六阶固有频率和模态振型,并对转盘机构进行了优化设计,避免了共振的产生;计算了传动系统的传递函数,并在MATLAB/Simulink软件中建立传动系统的仿真框图,得到了制样装置在传递间隙影响下的动载响应曲线,验证了传动系统运动的平稳性;最后,将UG中的三维模型导入到ADAMS中建立制样装置的虚拟样机,分别对传动机构、转台机构和封装机构进行了运动学和动力学仿真,得到并分析了主要运动构件的运动曲线和受力曲线,验证了结构设计的正确性和受力情况的合理性;在ABAQUS中对抓盖机构关键部件进行柔性化处理,然后导到ADAMS中完成了刚柔耦合联合仿真,得到了抓盖机构在三个坐标轴上的振动曲线,验证了封装过程的平稳性。本设计解决了实际制样过程中所遇到的问题,实现了制样过程的平顺、稳定和准确,为物理样机的试验提供了重要的数据支持,同时虚拟样机技术的引入对煤矿机械的设计和研发具有重要的参考价值。
【关键词】：车载煤炭采样机 制样装置 动态特性 虚拟样机 刚柔耦合 振动分析
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD402
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 1 绪论7-12
• 1.1 课题研究背景及意义7-8
• 1.2 煤炭采样机国内外研究现状8-10
• 1.2.1 国外研究现状8
• 1.2.2 国内研究现状8-10
• 1.3 虚拟样机技术与制样装置的研究10-11
• 1.4 论文研究内容和结构安排11-12
• 2 制样装置结构设计与计算12-24
• 2.1 车载煤炭采样机概述12-13
• 2.2 车载煤炭采样机制样装置总体方案设计13-15
• 2.3 传动机构的设计15-17
• 2.4 转台机构的设计17-19
• 2.4.1 料桶转盘的设计17-18
• 2.4.2 定位夹紧机构的设计18-19
• 2.5 封装机构的设计19-23
• 2.5.1 封装机构的整体设计19-20
• 2.5.2 卡爪的结构设计20
• 2.5.3 卡爪机构铰接点位置计算20-23
• 2.6 本章小结23-24
• 3 制样装置参数化建模与虚拟装配24-32
• 3.1 概述24
• 3.2 制样装置关键部件建模24-29
• 3.2.1 参数法建模24-28
• 3.2.2 草图法建模28-29
• 3.3 制样装置虚拟装配29-31
• 3.3.1 虚拟装配技术29-30
• 3.3.2 UG虚拟装配30-31
• 3.3.3 干涉检查31
• 3.4 本章小结31-32
• 4 制样装置动态特性分析32-43
• 4.1 结构动力学分析简介32
• 4.2 制样装置数学建模的建立32-33
• 4.2.1 制样装置力学振动模型的建立32-33
• 4.2.2 制样装置动力学微分方程的建立33
• 4.3 制样装置固有频率的计算33-36
• 4.4 回转台模态分析36-38
• 4.5 优化设计38-39
• 4.6 传动间隙影响特性分析39-42
• 4.7 本章小结42-43
• 5 ADAMS虚拟样机仿真分析43-62
• 5.1 ADAMS虚拟样机技术43
• 5.2 制样装置虚拟样机的建立43-47
• 5.2.1 三维模型的转换与导入43-44
• 5.2.2 创建运动副和驱动44-45
• 5.2.3 添加接触力45-46
• 5.2.4 模型检验46-47
• 5.3 制样装置运动学分析47-52
• 5.3.1 制样装置驱动函数的编写47-48
• 5.3.2 运动曲线的添加与分析48-52
• 5.4 制样装置动力学分析52-61
• 5.4.1 转台主轴受力分析54-56
• 5.4.2 槽轮机构仿真分析56-57
• 5.4.3 抓盖机构受力分析57-58
• 5.4.4 抓盖机构振动学仿真分析58-61
• 5.5 本章小结61-62
• 6 结论与展望62-64
• 6.1 结论62
• 6.2 展望62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68
• 附录68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张乐林;祝锡晶;叶林征;;基于UG二次开发的参数化建模方法[J];计算机系统应用;2016年01期

2 李静;;基于ADAMS/VIEW与ISIGHT动力总成悬置系统仿真与优化[J];农业装备与车辆工程;2014年07期

3 石广丰;高韬;宋林森;史国权;;基于ABAQUS的某汽车悬架控制臂仿真模态分析[J];长春理工大学学报(自然科学版);2013年06期

4 舒建生;;新型破碎试验装置的设计与仿真[J];科技信息;2013年35期

5 李荣丽;贺利乐;;煤炭采样机械臂的刚柔耦合动力学建模与仿真分析[J];机械设计;2013年08期

6 王跃钢;左朝阳;吴建国;李海波;;基于ADAMS的离心机-振动台系统动力学仿真分析[J];机械设计;2013年07期

7 付兴娥;李磊;李伟;;基于ADAMS的工作台系统多体动力学分析[J];机械制造;2011年08期

8 王玲娟;张丽;;基于ABAQUS的桥式起重机箱形主梁模态分析[J];煤矿机械;2011年07期

9 顾华锋;洪荣晶;;数控机床回转工作台动态性能分析与仿真[J];机床与液压;2008年05期

10 张磊;詹磊;;一种新型槽轮机构的设计与研究[J];机械传动;2007年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 赵震宇;中国煤炭资源可持续利用的经济学研究[D];吉林大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 瞿灿;车载煤炭采样机采样臂虚拟设计[D];长安大学;2014年

2 陆瑞成;加工中心回转工作台的动态性能研究及优化设计[D];青海大学;2014年

3 刘林;煤炭采样机采样装置运动学和动力学分析[D];长安大学;2012年

4 王连志;煤炭采样机采样臂有限元分析与优化设计[D];长安大学;2011年

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本文编号：535073