ZX24纯电动垃圾车压缩机构仿真及轻量化技术研究

发布时间：2021-04-29 20:13

　　纯电动垃圾车由于具有压缩容量大、密封性好、装料方便、自动化程度高、环境污染小等优点日益成为环卫垃圾运输收集的主要车种。但由于目前纯电动垃圾车仍然具有续航里程短、压缩性能差等突出问题,现以某公司ZX24型号纯电动垃圾车压缩机构作为研究对象,基于虚拟样机技术及有限元方法进行相关仿真分析及结构轻量化技术研究等工作,从而为该类产品的设计优化提供了科学的研究方法。其主要研究内容包括以下几个方面:1.根据滑动刮板式压缩机构工作原理,确定其部件组成、点位坐标、填装角以及用于模拟压缩机构满载压填工况的垃圾最大压缩填装力等信息,并根据ADAMS虚拟样机技术建立压缩机构在满载压填工况下的多体动力学模型。2.根据所建立压缩机构多体动力学模型,依次对下刮板运动平稳性、油缸驱动力以及刮滑板载荷等进行分析研究,同时基于ADAMS虚拟样机软件中内嵌的OPTDES-SQP优化求解器对相关目标进行点位参数优化设计。3.利用Hyper Mesh有限元软件分别建立压缩机构关键部件刮滑板在满载压填工况铰接点位优化前后的有限元模型,同时根据结构强、刚度对比分析结论验证改进前后的刮滑板是否满足工况使用要求,并得出相关优化结论。4... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 论文研究来源
    1.3 国内外研究现状
    1.4 研究内容及技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
2 压缩机构简介及多体动力学建模
    2.1 ZX24纯电动垃圾车压缩机构简介
        2.1.1 滑动刮板式压缩机构部件组成
        2.1.2 滑动刮板式压缩机构工作原理
    2.2 滑动刮板式压缩机构最大压缩填装力计算
    2.3 压缩机构多体动力学建模技术
        2.3.1 压缩机构关键点位确定
        2.3.2 压缩机构几何建模方法
        2.3.3 刚性小球质量计算方法
        2.3.4 添加模型约束
        2.3.5 接触力的添加
        2.3.6 油缸驱动函数的确定
        2.3.7 压缩机构最大压缩填装力的模拟
    2.4 本章小结
3 压缩机构仿真分析及参数优化设计
    3.1 下刮板运动平稳性分析
        3.1.1 基于ADAMS虚拟样机的运动平稳性分析
        3.1.2 下刮板运动平稳性计算验证
    3.2 压缩机构满载压填工况动力性能分析
        3.2.1 油缸驱动力仿真分析及模型验证
        3.2.2 刮滑板满载压填工况载荷分析
    3.3 压缩机构点位参数优化设计
        3.3.1 下刮板油缸驱动函数参数化设置
        3.3.2 下刮板运动平稳性优化设计
        3.3.3 下刮板油缸驱动力优化设计
    3.4 本章小结
4 压缩机构关键部件刮滑板有限元分析
    4.1 有限元法的基本思想及分析步骤
    4.2 刮滑板有限元建模
        4.2.1 几何模型的导入
        4.2.2 抽取中面及几何清理
        4.2.3 有限元网格划分及单元质量检查
        4.2.4 添加材料及单元属性
        4.2.5 建立约束及工况载荷
        4.2.6 刮滑板改进结构有限元建模
        4.2.7 刮滑板改进结构质量对比分析
    4.3 刮滑板结构静态性能对比分析
        4.3.1 刮滑板结构静态技术指标
        4.3.2 刮滑板结构静态刚强度对比分析
    4.4 本章小结
5 刮滑板结构轻量化设计
    5.1 刮滑板尺寸优化设计
        5.1.1 刮滑板尺寸优化建模
        5.1.2 刮滑板尺寸优化计算
        5.1.3 刮滑板尺寸优化方案可靠性验证
    5.2 刮滑板拓扑优化设计
        5.2.1 基于Opti Struct求解器的SIMP变密度法
        5.2.2 刮滑板拓扑优化数学模型
        5.2.3 刮滑板拓扑优化方案设计
        5.2.4 刮滑板拓扑优化有限元模型
        5.2.5 刮滑板拓扑优化计算
        5.2.6 刮滑板拓扑优化改进结构
    5.3 刮滑板拓扑优化模型尺寸优化设计
        5.3.1 刮滑板拓扑优化结构有限元模型
        5.3.2 下刮板结构刚度加强
        5.3.3 刮滑板拓扑优化模型尺寸优化计算
        5.3.4 刮滑板结构优化方案可靠性验证
    5.4 刮滑板质量优化对比分析
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于NX NASTRAN的自装卸式垃圾车推板优化设计[J]. 牛凯强,孙智勇,吴宏宝.  锻压装备与制造技术. 2019(04)
[2]基于ADAMS的后装式垃圾压缩车填装角的仿真分析[J]. 皮晓明.  河南科技. 2019(22)
[3]基于HyperWorks的飞机耳片结构拓扑优化设计[J]. 彭世冲.  中国科技信息. 2019(15)
[4]基于序列二次规划法的导弹鸭舵/尾舵复合控制技术研究[J]. 黄鲁豫,徐胜利,张明环.  空天防御. 2019(03)
[5]基于OPTISTRUCT平台的某飞机摇臂结构优化设计[J]. 周松官.  民用飞机设计与研究. 2018(04)
[6]后装压缩式垃圾车刮板的轻量化设计研究[J]. 邹震,郑文标.  专用汽车. 2018(09)
[7]我国压缩式垃圾车产业的发展现状与展望[J]. 池也.  科技创新导报. 2017(05)
[8]拓扑优化与尺寸优化相结合的割草车车架轻量化设计[J]. 陈远帆,李舜酩,苏玉青.  重庆理工大学学报(自然科学). 2017(01)
[9]压缩式垃圾车滑板结构的载荷模型与结构优化[J]. 伍希志,钟懿,任会礼.  机械设计. 2015(07)
[10]后装压缩式垃圾车压实板的有限元分析[J]. 苗淑杰,李荣智,段成燕,王金.  黑龙江工程学院学报. 2015(02)

硕士论文
[1]摆臂式垃圾车起升机构的动力学仿真及结构改进[D]. 肖才远.中南林业科技大学 2019
[2]基于拓扑优化和尺寸优化的客车骨架轻量化设计[D]. 王文甲.华侨大学 2018
[3]桥式起重机结构可靠性优化设计研究[D]. 杜习超.郑州大学 2018
[4]基于HyperMesh的高强度车架轻量化分析研究[D]. 董浩博.西华大学 2017
[5]地铁车转向架构架有限元分析与优化设计[D]. 李明.大连交通大学 2016
[6]ER300码垛机器人动力学仿真与轻量化设计[D]. 宁坤鹏.南京理工大学 2016
[7]某双离合器自动变速器驻车机构优化设计研究[D]. 费宁忠.上海交通大学 2015
[8]全密封后压缩型垃圾车压缩机构优化设计与仿真分析[D]. 吴琦斌.东南大学 2015
[9]精准农业电动车结构分析设计与仿真[D]. 刘坤.东北大学 2014
[10]后装压缩式垃圾车上装结构拓扑优化研究[D]. 王彦飞.中南大学 2014



本文编号：3168101