基于虚拟样机技术的汽车举升机动力学仿真与强度分析

发布时间：2017-09-10 01:09

  本文关键词：基于虚拟样机技术的汽车举升机动力学仿真与强度分析

  更多相关文章： 超薄剪式举升机 虚拟样机 结构优化 静态结构强度校核

【摘要】：为了满足汽车举升机占地空间小,适用车型广等使用要求,减少开发周期,本文采用虚拟样机技术对新型超薄剪式举升机机构进行了设计优化和强度校核,为物理样机的制造提供必要的设计依据。通过分析超薄剪式举升机的特点确定本文设计目标：最低上车高度需达标、额定举升重量达到3吨、保险机构安全系数符合欧盟认证要求。分析了超薄剪式举升机的结构以及工作原理,完成举升机总体结构设计,用三维建模软件Solidworks建立了超薄剪式举升机的三维实体模型。利用ADAMS软件建立汽车举升机虚拟样机并进行动态仿真,通过举升机自重工况的下降过程仿真,研究了举升机能达到的最低上车高度和旋转副间隙的关系,证实最低上车高度同旋转副中间隙有关,解决了最低上车高度达标问题；对举升机从最低上车高度上升时所需的最大油缸输出力进行仿真试验,发现原设计无法满足要求；对举升机机构进行了优化分析和仿真试验,通过增大起升角度、改变起升翻转板的力臂与重臂的比值、优化结构使最低位上升时油缸缸筒不再和上面板接触,有效改善了所需油缸输出力,优化后的结果满足设计要求。根据欧盟认证要求,对最恶劣工况下的保险部件的强度,运用ANSYS Workbench软件进行了静态强度分析,根据强度分析结果对零部件进行结构优化,优化后的举升机达到了欧盟认证要求并节省了材料。通过本文研究,缩短了物理样机的开发周期,节省了成本,对产品最后的定型起到了重要的作用。
【关键词】：超薄剪式举升机 虚拟样机 结构优化 静态结构强度校核
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U472
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1. 汽车举升机的发展与现状10
• 1.2. 汽车举升机的分类10-13
• 1.3. 国内外有关虚拟样机的相关研究现状和发展状况13-14
• 1.3.1. 虚拟样机技术的概念13
• 1.3.2. 国内外虚拟样机技术在工程中的应用13-14
• 1.3.3. 虚拟样机技术分析软件14
• 1.4. 基于ADAMS的运动副间隙分析14-15
• 1.5. 有限元法分析的介绍15-16
• 1.6. 虚拟样机和有限元耦合分析及其优化16-17
• 1.7. 国内汽车举升机的相关研究17-18
• 1.8. 本课题的研究内容18-19
• 第2章 超薄剪式举升机的结构设计19-32
• 2.1. 超薄剪式举升机设计要求及特点19
• 2.2. 超薄剪式举升机的主要组成机构19-30
• 2.2.1. 剪刀臂机构20-24
• 2.2.2. 起升机构24-27
• 2.2.3. 保险机构27-29
• 2.2.4. 液压机构29-30
• 2.2.5. 控制机构30
• 2.3. 超薄剪式举升机的工作原理30-31
• 2.4. 本章小结31-32
• 第3章 超薄剪式举升机的动力学仿真32-55
• 3.1. 引言32
• 3.2.现有设计中发现的问题32-33
• 3.3. 运动副间隙的矢量模型33-35
• 3.3.1. 三种针对旋转副中间隙的建模方法33-34
• 3.3.2. 用无质量刚性杆来模拟运动副中的间隙34-35
• 3.4. 超薄剪式举升机的ADAMS仿真模型的建立35-46
• 3.4.1. 用Solidworks建立超薄剪式举升机模型35-36
• 3.4.2. 超薄剪式举升机各部件之间的约束36-46
• 3.4.3. ADAMS中接触的设置46
• 3.5. 施加载荷46-47
• 3.6. 添加驱动47
• 3.7. 超薄剪式举升机的仿真与分析47-54
• 3.7.1. ADAMS仿真环境的设置47-48
• 3.7.2. 超薄剪式举升机下降时的动力学仿真48-50
• 3.7.3. 超薄剪式举升机上升时的动力学仿真50-52
• 3.7.4. 超薄剪式举升机保险锁定时的动力学仿真52-53
• 3.7.5. 超薄剪式举升机上升阶段的油缸输出力53-54
• 3.8. 本章小结54-55
• 第4章 超薄剪式举升机的结构优化55-60
• 4.1. 引言55
• 4.2. 超薄剪式举升机原有结构分析及优化方案55-58
• 4.2.1. 增大起升角度56
• 4.2.2. 改变起升翻转板的力臂与重臂的比值56-57
• 4.2.3. 提升油缸铰接孔的位置57-58
• 4.3. 用ADAMS进行优化后模型的仿真结果58-59
• 4.3.1. 结构优化后的驱动输出力图以及结构尺寸对比图58-59
• 4.4. 本章小结59-60
• 第5章 超薄剪式举升机的静态强度分析60-70
• 5.1. 引言60
• 5.2. 超薄剪式举升机有限元模型的建立60-63
• 5.2.1. 几何模型的建立60-62
• 5.2.2. 超薄剪式举升机保险机构的最差工况62-63
• 5.3. 超薄剪式举升机有限元模型的建立63-64
• 5.3.1. 超薄剪式举升机保险结构网格划分63
• 5.3.2. 超薄剪式举升机保险结构的约束和载荷设置63-64
• 5.5. ANSYS Workbench Mechanical项目中的求解选项64-65
• 5.5.1. Mechanical求解器64-65
• 5.5.2. Mechanical后处理结果65
• 5.6. 超薄剪式举升机Mechanical后处理65
• 5.7. 优化油缸固定板尺寸优化及再分析65-66
• 5.8. 超薄剪式举升机保险结构其他部分静强度分析66-69
• 5.8.1. 保险块静强度设置和分析66-67
• 5.8.2. 保险条静强度设置和分析67-69
• 5.9. 本章小结69-70
• 第6章 结论与展望70-71
• 6.1. 结论70
• 6.2. 展望70-71
• 参考文献71-74
• 致谢74

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