新型轮胎式管道起重车设计与动力学分析

发布时间：2021-08-05 03:59

　　混凝土预应力管现普遍应用于水利工程,为了更好更快的完成对该类型管道的起重和运输,需要设计一种新型轮胎式行车。该轮胎式管道起重运输车为仿龙门式起重机,车架主梁采用箱型梁,双小车结构负责起升工作,三角星型底架结构实现更方便灵巧的转向性能,使运输能实现更灵活的自由移动。用catia建立了新型轮胎式管道运输车的三维仿真模型。由于轮胎式起重运输车对管道的起升过程中,主梁承载了极大载荷,采用ANSYS对所设计的新型轮胎式管道起重运输车的起升过程进行动力学分析,主要包括模态分析和瞬态分析。模态分析获取其前六阶固有频率与模态振型,瞬态分析获取其起升瞬态过程中车架结构的应力应变和位移情况,结果显示,其结构稳定且满足强度和刚度要求。 

【文章来源】：机械设计与制造. 2020,(02)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

星型管道起重运输车整体结构New

起升阶段的载荷激励与时间相关的各阶段变化过程分三阶段。其中，第一阶段预紧阶段，用于起吊重物的钢丝绳由松弛状态逐渐收紧，钢丝绳上受力逐渐呈线性增长，但重物尚未离开地面。第二阶段，加速阶段，重物处于起升过程中，钢丝绳带动重物离开地面，进行加速起吊过程直至重物达到一个稳定速度v，在此过程中，会出现一个最大的加速瞬间拥有最大加速度a，此时钢丝绳达到最大承受载荷。第三阶段，重物以一个恒定的速度v平稳上升。此阶段车架主梁承受载荷稳定。根据门架结构结构特性将其简化为力学模型，如图2所示。M为门架结构的等效质量，m为管道的质量，k1为门架结构的刚度，k2为钢丝绳的刚度。

该轮胎式管道起重运输车采用联合卡车最新的13L 550马力发动机YC6K1355-50，为六缸发动机最大转速1900转，根据计算得出其发动机频率95Hz，比较发现该结构不容易发生共振。依次为该新型轮胎式管道起重运输车的前六阶模态的振型图，如图3所示。分析轮胎式管道运输车门架结构的各阶振型的变形图，可以得出结论：第一阶模态，f1=3.9443Hz，变形主要是伸缩变形，最大1.95mm。第二阶模态，f2=4.0518Hz，门式车架的两侧梁发生侧向倾斜。第三阶模态，f6=27.016Hz，门架横梁弯曲变形，且两侧支梁向外弯曲。第四阶模态f3=7.3067Hz，主要是两侧梁发生横向变形，最大应变约2.5mm。第五阶模态，f4=15.063Hz，主要变形依然是两侧梁发生的横向变形。第六阶模态，f5=23.958Hz，同样是两侧支梁变形较大。根据以上分析，随着振动频率的增加，车架主梁的应变加大，门架两侧支梁变形明显。因此，在设计该管道起重运输车车架时，采用两个斜拉弦在立式门架两侧支梁与星型底盘车架之间连接，使车架整体形成稳定的三角支撑结构。5 起升状态有限元瞬态分析

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3323023