减隔震橡胶支座压剪试验机的设计与研究
发布时间：2022-02-21 11:16
减隔震橡胶支座具有减震、抗震、变形量大、方便安装、容易加工、廉价等优点,目前已被广泛应用于公路、桥梁、建筑等领域中。其性能的优劣直接影响相关工程的抗震性能,因此,需要设计专门的试验设备对减隔震橡胶支座的压剪性能进行检测。本文在分析国内外现有减隔震橡胶支座压剪试验机研究现状的基础上,针对现有试验机存在应力集中现象、下置式油缸安装困难等问题。对压剪试验机工作原理进行分析,提出了一种四油缸上置式加载压剪试验机的结构,完成了油缸座、龙门框架、水平剪切机构、垂直压力机构等主要结构的设计,并应用三维建模软件建立了压剪试验机整体模型,基于有限元分析方法,应用有限元软件HyperWorks对油缸座、上横梁和立柱等关键零部件进行了静力学分析和模态分析;并采用拓扑优化及尺寸优化相结合的设计方法对关键零部件进行优化。结果表明,在满足试验机关键零部件动静态特性的基础上,油缸座结构质量减少了12.21%,上横梁结构质量减少了8.43%,立柱结构质量减少了10.44%,实现了试验机关键零部件结构轻量化的目标。将优化后的关键零部件导入压剪试验机中进行整机的动静态分析,分析结果表明减隔震橡胶支座压剪试验机整机结构满足...
【文章来源】：长春工业大学吉林省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的来源及背景意义
1.1.1 论文选题来源
1.1.2 课题的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 论文研究的主要内容
第2章 减隔震橡胶支座压剪试验机的结构设计
2.1 减隔震橡胶支座试验机的结构设计指标
2.2 减隔震橡胶支座压剪试验机结构方案设计
2.2.1 试验机的结构设计概述
2.2.2 试验机结构方案设计
2.3 减隔震橡胶支座试验机整体结构设计
2.3.1 减隔震橡胶支座试验机的工作原理
2.3.2 减隔震橡胶支座试验机的整体机构设计
2.4 减隔震橡胶支座压剪试验机关键结构设计
2.4.1 龙门框架的结构设计
2.4.2 油缸座的结构
2.4.3 垂向加载机构的设计
2.4.4 水平加载机构的设计
2.4.5 试验机抗弯矩装置
2.5 本章小结
第3章 试验机关键零部件及整机的静动态分析
3.1 有限元理论基础
3.1.1 有限元方法介绍
3.1.2 有限元方法分析的基本过程
3.1.3 结构静力学分析理论基础
3.2 试验机关键零部件及整机的静力学分析
3.2.1 油缸座的静力学分析
3.2.2 立柱的静力学分析
3.2.3 上横梁的静力分析
3.2.4 整机的静力学分析
3.3 试验机关键零部件和整机的模态分析
3.3.1 模态分析理论基础
3.3.2 试验机关键零部件及整机的模态分析
3.4 本章总结
第4章 试验机关键零部件的结构优化
4.1 结构优化简述
4.2 拓扑优化理论基础
4.3 结构优化设计数学模型的建立
4.4 关键零部件结构优化设计
4.4.1 油缸座的拓扑优化设计
4.4.2 上横梁的拓扑优化设计
4.4.3 立柱的拓扑优化设计
4.4.4 立柱的尺寸优化设计
4.5 整机的动静态分析
4.5.1 整机的静力分析
4.5.2 整机模态分析
4.6 本章小结
第5章 试验机控制系统方案设计
5.1 液压同步控制系统方案的选择
5.1.1 机械刚性同步驱动系统
5.1.2 液压平衡阀同步驱动系统
5.1.3 电液伺服同步驱动系统
5.1.4 电液伺服同步系统设计
5.2 电气控制系统设计
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]油缸布置方式对大采高采煤机的影响分析[J]. 张晓永. 煤炭技术. 2018(01)
[2]微机控制电液伺服万能试验机在教学中的应用[J]. 朱宏斌. 安徽水利水电职业技术学院学报. 2015(01)
[3]龙门加工中心立柱性能分析与拓扑优化设计[J]. 杨彩芳,殷国富,苏龙. 组合机床与自动化加工技术. 2013(02)
[4]不同转角装置在压剪试验机中的应用[J]. 王素珍,李超. 工程与试验. 2011(S1)
[5]电子式万能试验机主机结构有限元分析[J]. 楚万慧,李霄霄,葛云燕. 工程与试验. 2010(S1)
[6]液压机下横梁结构拓扑的进化结构优化[J]. 张大可,孙圣权. 重庆大学学报. 2009(10)
[7]多轴联动龙门式加工中心主体结构有限元分析[J]. 佀国宁,余跃庆,杨建新. 组合机床与自动化加工技术. 2009(09)
[8]建筑隔震橡胶支座的种类及应用(二)[J]. 刘兴衡,张志强,韩绪年. 橡胶科技市场. 2008(03)
[9]建筑隔震橡胶支座的种类及应用(一)[J]. 刘兴衡,张志强,韩绪年. 橡胶科技市场. 2008(02)
[10]四柱式万能液压机液压系统原理研究[J]. 边海岸,戴双献. 机械工程师. 2007(07)
博士论文
[1]导管架调平夹持器齿形爪优化及同步控制技术研究[D]. 董春芳.哈尔滨工程大学 2012
[2]多学科拓扑优化方法研究[D]. 胡三宝.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]重型轨道车体强度分析及底架结构优化设计[D]. 刘贺.北京交通大学 2017
[2]重型越野车独立悬架优化设计及性能仿真[D]. 李新华.江苏大学 2017
[3]变密度拓扑优化方法及其在弧形钢闸门中的应用[D]. 马新月.大连理工大学 2017
[4]大型多功能试验机结构设计问题研究[D]. 卢建国.吉林大学 2016
[5]万吨级结构试验台机架结构的设计与分析[D]. 王洪权.哈尔滨工业大学 2015
[6]一种关节轴承试验机设计与重要零部件结构优化[D]. 邸世勇.燕山大学 2014
[7]1000吨吊钩总成拉力试验机主机设计及优化[D]. 王志望.山东大学 2014
[8]多液压缸同步系统的设计及其控制策略研究[D]. 杨文彬.中南大学 2014
[9]3500KN静载测试平台试验系统的研制[D]. 朱本正.浙江大学 2014
[10]四缸同步举升电液伺服驱动系统研制[D]. 吴俊辰.杭州电子科技大学 2014
本文编号：3637141
【文章来源】：长春工业大学吉林省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的来源及背景意义
1.1.1 论文选题来源
1.1.2 课题的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 论文研究的主要内容
第2章 减隔震橡胶支座压剪试验机的结构设计
2.1 减隔震橡胶支座试验机的结构设计指标
2.2 减隔震橡胶支座压剪试验机结构方案设计
2.2.1 试验机的结构设计概述
2.2.2 试验机结构方案设计
2.3 减隔震橡胶支座试验机整体结构设计
2.3.1 减隔震橡胶支座试验机的工作原理
2.3.2 减隔震橡胶支座试验机的整体机构设计
2.4 减隔震橡胶支座压剪试验机关键结构设计
2.4.1 龙门框架的结构设计
2.4.2 油缸座的结构
2.4.3 垂向加载机构的设计
2.4.4 水平加载机构的设计
2.4.5 试验机抗弯矩装置
2.5 本章小结
第3章 试验机关键零部件及整机的静动态分析
3.1 有限元理论基础
3.1.1 有限元方法介绍
3.1.2 有限元方法分析的基本过程
3.1.3 结构静力学分析理论基础
3.2 试验机关键零部件及整机的静力学分析
3.2.1 油缸座的静力学分析
3.2.2 立柱的静力学分析
3.2.3 上横梁的静力分析
3.2.4 整机的静力学分析
3.3 试验机关键零部件和整机的模态分析
3.3.1 模态分析理论基础
3.3.2 试验机关键零部件及整机的模态分析
3.4 本章总结
第4章 试验机关键零部件的结构优化
4.1 结构优化简述
4.2 拓扑优化理论基础
4.3 结构优化设计数学模型的建立
4.4 关键零部件结构优化设计
4.4.1 油缸座的拓扑优化设计
4.4.2 上横梁的拓扑优化设计
4.4.3 立柱的拓扑优化设计
4.4.4 立柱的尺寸优化设计
4.5 整机的动静态分析
4.5.1 整机的静力分析
4.5.2 整机模态分析
4.6 本章小结
第5章 试验机控制系统方案设计
5.1 液压同步控制系统方案的选择
5.1.1 机械刚性同步驱动系统
5.1.2 液压平衡阀同步驱动系统
5.1.3 电液伺服同步驱动系统
5.1.4 电液伺服同步系统设计
5.2 电气控制系统设计
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]油缸布置方式对大采高采煤机的影响分析[J]. 张晓永. 煤炭技术. 2018(01)
[2]微机控制电液伺服万能试验机在教学中的应用[J]. 朱宏斌. 安徽水利水电职业技术学院学报. 2015(01)
[3]龙门加工中心立柱性能分析与拓扑优化设计[J]. 杨彩芳,殷国富,苏龙. 组合机床与自动化加工技术. 2013(02)
[4]不同转角装置在压剪试验机中的应用[J]. 王素珍,李超. 工程与试验. 2011(S1)
[5]电子式万能试验机主机结构有限元分析[J]. 楚万慧,李霄霄,葛云燕. 工程与试验. 2010(S1)
[6]液压机下横梁结构拓扑的进化结构优化[J]. 张大可,孙圣权. 重庆大学学报. 2009(10)
[7]多轴联动龙门式加工中心主体结构有限元分析[J]. 佀国宁,余跃庆,杨建新. 组合机床与自动化加工技术. 2009(09)
[8]建筑隔震橡胶支座的种类及应用(二)[J]. 刘兴衡,张志强,韩绪年. 橡胶科技市场. 2008(03)
[9]建筑隔震橡胶支座的种类及应用(一)[J]. 刘兴衡,张志强,韩绪年. 橡胶科技市场. 2008(02)
[10]四柱式万能液压机液压系统原理研究[J]. 边海岸,戴双献. 机械工程师. 2007(07)
博士论文
[1]导管架调平夹持器齿形爪优化及同步控制技术研究[D]. 董春芳.哈尔滨工程大学 2012
[2]多学科拓扑优化方法研究[D]. 胡三宝.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]重型轨道车体强度分析及底架结构优化设计[D]. 刘贺.北京交通大学 2017
[2]重型越野车独立悬架优化设计及性能仿真[D]. 李新华.江苏大学 2017
[3]变密度拓扑优化方法及其在弧形钢闸门中的应用[D]. 马新月.大连理工大学 2017
[4]大型多功能试验机结构设计问题研究[D]. 卢建国.吉林大学 2016
[5]万吨级结构试验台机架结构的设计与分析[D]. 王洪权.哈尔滨工业大学 2015
[6]一种关节轴承试验机设计与重要零部件结构优化[D]. 邸世勇.燕山大学 2014
[7]1000吨吊钩总成拉力试验机主机设计及优化[D]. 王志望.山东大学 2014
[8]多液压缸同步系统的设计及其控制策略研究[D]. 杨文彬.中南大学 2014
[9]3500KN静载测试平台试验系统的研制[D]. 朱本正.浙江大学 2014
[10]四缸同步举升电液伺服驱动系统研制[D]. 吴俊辰.杭州电子科技大学 2014
本文编号：3637141
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/3637141.html
