DLK22云梯消防车臂架结构分析与预变形设计

发布时间：2020-04-26 08:29

【摘要】：DLK22云梯消防车是一种紧凑型举高类消防车,具有外形轻小、机动灵活、高效迅速三大优势特点,多种救援方式和工作斗水路一体化的设计使救援工作更为快速,灭火作业更加高效,安全保护更加完善全面。臂架结构是云梯消防车最关键的受力部件,对其结构进行分析具有非常重要的意义。本文基于某工程机械研究院与燕山大学合作项目——某系列云梯车臂架设计计算及预变形设计。首先,本文以DLK22云梯消防车臂架结构为研究对象,对臂架在工作过程中所受的载荷进行分析,推导出转台结构铰点力、液压缸推力和绳索拉力的解析模型;然后,以ANSYS软件的APDL语言为研究工具,采用自下而上的建模思路建立臂架整体的三维实体参数化有限元模型,对其进行静力学分析,分析结果与解析解对比具有良好的一致性,从理论角度验证了有限元模型的正确性,同时模拟臂架结构在极限载荷情况下的应力情况,并对臂架结构进行应力测试实验,应力测试结果与有限元计算结果相符,从实验角度验证了有限元结果的正确性;最后,应用所开发的参数化有限元模型对臂架结构进行了全工况分析,主要有以下几个方面:(1)对臂架进行静力分析,确定了其刚度和强度都满足设计的要求。(2)根据静力计算的变形量,设计合理的预变形半径,保证臂架加载后的变形量在可控范围内,使臂架受力后基本平直,伸缩过程更为平顺。(3)对臂架进行模态分析,得到其低阶固有频率和相关振型,确定其自身振源和外部激励的频率远离固有频率,臂架不会出现共振。(4)对臂架进行瞬态动力学分析,分析被救人员走进工作斗的瞬间产成的冲击载荷,确定这一过程臂架的刚度和强度均满足设计要求。(5)对臂架进行屈曲分析,得到的临界屈曲载荷远大于实际工作载荷,确定臂架不会发生屈曲破坏。
【图文】：

云梯消防车,伸缩臂,臂架,消防车

图 1-1 伸缩臂体侧附臂架云梯消防车图 1-2 伸缩臂架结构云梯消防车1.2 国外发展概况国外云梯消防车已有将近一个世纪的发展史，设计水平和产品技术已经取的突破，科学技术的发展成果也应用在了消防车领域，使得新一批的云梯消稳定性和安全性上取得很大的进步[12]。著名的消防车企业有日本森田（MORIT兰波浪涛（BRONTO SKYLIFT），德国梅茨（METZ）、马基路斯（MAGIRU美国皮尔斯（PIERCE）等[13]。德国的马基路斯成立于 1864 年，是世界上最早研发出将马车作为动力的可座的拉梯消防车企业，也是第一个发明出由蒸汽机作为动力的消防车制造企过 100 多年的成长和壮大，马基路斯因其一流的的技术和先进的设计水平已最大的消防车制造集团之一[14]。至 2018 年，马基路斯这个品牌已经 154 岁了要生产和销售机场消防车、直臂云梯消防车、登高平台消防车和高喷车等，其列云梯消防车，包含有智能控制系统，其最早研发出的 CS 电脑自动减震系统

云梯消防车,伸缩臂,消防车

图 1-1 伸缩臂体侧附臂架云梯消防车图 1-2 伸缩臂架结构云梯消防车1.2 国外发展概况国外云梯消防车已有将近一个世纪的发展史，，设计水平和产品技术已经取的突破，科学技术的发展成果也应用在了消防车领域，使得新一批的云梯消稳定性和安全性上取得很大的进步[12]。著名的消防车企业有日本森田（MORIT兰波浪涛（BRONTO SKYLIFT），德国梅茨（METZ）、马基路斯（MAGIRU美国皮尔斯（PIERCE）等[13]。德国的马基路斯成立于 1864 年，是世界上最早研发出将马车作为动力的可座的拉梯消防车企业，也是第一个发明出由蒸汽机作为动力的消防车制造企过 100 多年的成长和壮大，马基路斯因其一流的的技术和先进的设计水平已最大的消防车制造集团之一[14]。至 2018 年，马基路斯这个品牌已经 154 岁了要生产和销售机场消防车、直臂云梯消防车、登高平台消防车和高喷车等，其列云梯消防车，包含有智能控制系统，其最早研发出的 CS 电脑自动减震系统
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.68

【参考文献】