某超重型清障车结构分析与优化研究

发布时间：2017-09-16 15:29

  本文关键词：某超重型清障车结构分析与优化研究

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【摘要】：近些年,随着我国经济的快速发展,我国的机动车持有量也在逐年攀升,大量车辆行驶在道路上,致使交通拥堵,交通事故频发,如何能快速清理事故现场,保证道路交通的畅通显得越来越迫切。而清障车作为一种新型装有道路抢险作业装置的专用汽车,能及时拖走发生故障的车辆或事故车辆,其地位变得越来越重要,它的需求量也在不断增加。目前,国内清障车的设计大多还依赖于传统的解析法和设计经验,有较大局限性,致使产品的整车性能不佳,成本较高,缺乏市场竞争力。因此,对清障车整车结构进行有限元分析与优化研究,提高清障车工作性能,并降低成本,就显得越来越重要了。首先,本文说明了清障车的国内外发展现状及未来的发展趋势,对清障车的主要结构形式进行了简单概括,并说明了采用有限元分析方法对机械产品设计的重要指导意义。然后,运用ANSYS软件的APDL语言建立了清障车整车各部件参数化有限元模型,并进行装配、约束及加载,依据清障车的典型工况进行整车有限元分析。针对清障车的三个重要构件——副车架、转台及吊臂,进行了结构优化,使其满足设计要求,并对优化前后的分析结果进行了对比。对类似产品进行市场调研与归纳,分析了原始车架结构产生问题的原因,对影响副车架刚性的几个主要因素进行了探究。另外,开发了吊臂参数化有限元分析辅助设计软件。最后,结合理论计算与有限元分析方法,对本课题所研究的清障车的抗倾覆稳定性能进行了校核。对清障车产品进行了应力测试,并使应力测试结果与有限元分析结果进行对比,说明了有限元分析结果的准确性,为以后同类清障车整车的有限元分析提供重要参考,具有重要的现实意义。
【关键词】：清障车 有限元分析 结构优化 抗倾覆稳定性 应力测试
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.6
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义10-11
• 1.2 清障车概述11-13
• 1.3 清障车国内外发展现状13-14
• 1.3.1 国外清障车发展现状13-14
• 1.3.2 国内清障车发展现状14
• 1.4 国内外清障车发展趋势14-15
• 1.5 本文研究内容15-17
• 第2章 清障车结构特点及有限元模型建立17-25
• 2.1 所研究清障车的结构特点17-18
• 2.2 ANSYS软件介绍18-19
• 2.2.1 ANSYS软件简介18
• 2.2.2 APDL参数化设计语言介绍18-19
• 2.3 清障车参数化有限元分析模型的建立19-24
• 2.3.1 几何模型简化及有限元网格划分19
• 2.3.2 单元类型及材料特性的确定19-20
• 2.3.3 各构件连接方式处理20-21
• 2.3.4 各构件有限元模型21-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 车架强度刚度研究及其结构优化25-48
• 3.1 整车有限元分析的约束与加载及工况说明25-28
• 3.1.1 整车有限元分析载荷及工况说明25-27
• 3.1.2 整车有限元分析约束与加载27-28
• 3.2 现有车架强度刚度问题及车架的市场调研与设计28-35
• 3.2.1 现有超重型清障车车架的强度与刚度问题28-31
• 3.2.2 车架结构形式的市场调研及设计31-35
• 3.3 车架的结构优化及刚性影响因素探究35-46
• 3.3.1 车架结构优化前后不同工况下的结果分析35-44
• 3.3.2 车架刚性的影响因素探究44-46
• 3.4 本章小结46-48
• 第4章 转台及吊臂结构优化48-69
• 4.1 转台多工况拓扑优化及结构改进48-56
• 4.1.1 转台结构特点及工况分析48-50
• 4.1.2 转台多工况拓扑优化50-53
• 4.1.3 转台结构优化前后结果对比53-56
• 4.2 吊臂结构优化及参数化有限元辅助软件开发56-68
• 4.2.1 吊臂各部件结构优化前后的分析结果对比56-62
• 4.2.2 吊臂参数化有限元辅助设计软件开发62-68
• 4.3 本章小结68-69
• 第5章 清障车的整车抗倾覆稳定性校核69-78
• 5.1 清障车抗倾覆稳定性概述69
• 5.2 清障车抗倾覆稳定性计算与分析69-77
• 5.1.1 力矩法69-73
• 5.1.2 重心法73-76
• 5.1.3 提取各支腿的支反力法76-77
• 5.3 本章小结77-78
• 第6章 清障车应力测试与有限元分析结果对比78-85
• 6.1 测试目的78
• 6.2 测试器材78-79
• 6.3 应力测试过程79-83
• 6.3.1 测试点位置与测试工况选择79-81
• 6.3.2 测试步骤81-83
• 6.4 数据处理83
• 6.5 测试结果与分析结果对比83-84
• 6.6 误差分析84
• 6.7 本章小结84-85
• 结论85-87
• 参考文献87-91
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果91-92
• 致谢92

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本文编号：863887