履带式防辐射挖掘机直线行驶与越障性能研究
发布时间：2021-07-29 16:39
为了满足核设施退役过程中工程机械研发的需求,本项目组研发了能在放射性环境下正常作业的履带式防辐射挖掘机。核设施退役现场地形复杂,因此要求其具备优良的直线行驶性、平稳性、运动可靠性和良好的越障、避障能力。本文以履带式防辐射挖掘机行走系统为研究对象,采用理论分析、数值模拟与实验验证相结合的方法,对履带式防辐射挖掘机直线行驶及越障性能进行了深入研究。对履带式防辐射挖掘机的设计方案进行了简要介绍,说明了本文研究对象履带式防辐射挖掘机是基于SWE210型挖掘机（以下简称“原机”）基础上研发的;分析了质心偏移对履带式防辐射挖掘机及其原机接地比压的影响,并对行驶阻力、牵引力和直线跑偏进行了理论分析与计算;通过对履带式防辐射挖掘机两典型工况下的越障过程进行理论分析,获得了其顺利攀爬台阶的最大高度为555mm,跨越沟槽的最大长度为1721mm。基于多体系统动力学建模理论,综合运用Pro/E和Recur Dyn建立了履带式防辐射挖掘机及其原机的虚拟样机模型,通过定义不同路况模型,建立了直线行驶、攀爬台阶、跨越沟槽和组合地形越障等动力学模型。对履带式防辐射挖掘机及其原机进行直线行驶仿真,获得了对应机型的接地...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 核退役工程作业装备研究现状
1.2.2 多体系统动力学与虚拟样机技术的发展
1.2.3 履带行走系统动力学研究现状
1.3 研究内容及方法
第2章 履带式防辐射挖掘机设计方案及动力学分析
2.1 履带式防辐射挖掘机设计方案
2.1.1 总体设计方案
2.1.2 原机的选取
2.1.3 屏蔽系统的设计
2.1.4 抑尘系统的设计
2.2 履带式防辐射挖掘机接地比压分析
2.2.1 平均接地比压分析
2.2.2 质心偏移对接地比压的影响分析
2.3 履带式防辐射挖掘机行驶阻力与牵引力分析
2.4 履带式防辐射挖掘机直线跑偏分析
2.4.1 跑偏原因分析
2.4.2 跑偏量极值的理论计算
2.5 履带式防辐射挖掘机典型越障工况分析
2.5.1 履带式防辐射挖掘机攀爬台阶工况分析
2.5.2 履带式防辐射挖掘机跨越沟槽工况分析
2.6 本章小结
第3章 履带式防辐射挖掘机动力学建模
3.1 车身几何建模
3.2 行走系统参数化建模
3.2.1 驱动轮
3.2.2 张紧装置与导向轮
3.2.3 支重轮
3.2.4 拖链轮
3.2.5 履带板
3.2.6 履带架
3.2.7 行走系统的零部件组装
3.3 质心位置的调整和摩擦系数的设置
3.4 约束关系的定义
3.5 履带式防辐射挖掘机平硬路面直线行驶动力学模型
3.6 履带式防辐射挖掘机越障动力学模型
3.6.1 攀爬台阶动力学模型
3.6.2 跨越沟槽动力学模型
3.6.3 组合地形动力学模型
3.7 本章小结
第4章 履带式防辐射挖掘机平硬路面直线行驶仿真分析与直线跑偏实验
4.1 直线行驶仿真参数设置
4.2 直线行驶仿真分析
4.2.1 仿真有效性验证
4.2.2 接地比压分析
4.2.3 行驶阻力与牵引力分析
4.2.4 跑偏量分析
4.3 直线跑偏实验
4.3.1 跑偏量测定原理
4.3.2 实验设备
4.3.3 实验过程
4.3.4 跑偏量测定实验结果分析
4.4 本章小结
第5章 履带式防辐射挖掘机松软路面越障过程仿真研究
5.2 越障过程仿真参数的设置
5.2.1 路面参数设置
5.2.2 速度驱动设置
5.3 影响履带式防辐射挖掘机越障能力因素的研究
5.3.1 车身质心偏移对挖掘机越障能力的影响
5.3.2 行驶速度对挖掘机越障能力的影响
5.4 极端工况越障过程仿真结果分析
5.4.1 极端攀爬台阶工况
5.4.2 极端跨越沟槽工况
5.5 组合地形工况越障过程仿真结果分析
5.5.1 车身质心水平速度与垂直方向位移分析
5.5.2 支重轮承载分析
5.5.3 履带板接触力分析
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 主要工作和成果
6.2 存在的不足和今后的研究方向
参考文献
作者简介及攻读学位期间的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]履带车辆水泥路面的牵引力-滑转率关系的计算与试验[J]. 李同飞,王红岩,芮强,张兵志,郭静. 装甲兵工程学院学报. 2014(06)
[2]某型市政工程用履带式液压挖掘机行走跑偏故障分析及排除[J]. 尚秀梅,姚继蔚,张新玲. 工程机械. 2014(06)
[3]防辐射驾驶舱屏蔽层支撑座的结构分析与优化[J]. 陈桂荣,任勇,邱长军,邹树梁,李林升,周炬. 南华大学学报(自然科学版). 2014(01)
[4]基于Workbench的防辐射挖掘机驾驶舱支座的有限元分析[J]. 任勇,陈桂荣,邱长军,邹树梁,李林升,周炬. 南华大学学报(自然科学版). 2014(01)
[5]不同材料对γ射线衰减系数的MCNP模拟[J]. 刘自霞,陆春海,陈敏,张志程,黄硕. 核电子学与探测技术. 2013(11)
[6]基于动力学分析的深海履带式采矿车行走打滑控制[J]. 韩庆珏,刘少军. 中南大学学报(自然科学版). 2013(08)
[7]我国核设施退役和放射性废物治理现状[J]. 王尔奇,张天祝,徐广震,曹健. 铀矿冶. 2013(03)
[8]基于RecurDyn的履带轮式装载机通过性能仿真分析[J]. 王佑君,赵朋昭,杨立浩,王胜军. 矿山机械. 2013(07)
[9]掘进机行走跑偏分析及解决方案[J]. 李军,张站民. 煤矿机械. 2011(11)
[10]履带行走式液压支架行走机构动力学仿真研究[J]. 石岚. 煤炭工程. 2011(08)
博士论文
[1]履带式集矿车软底质行走行为及模拟试验系统研究[D]. 曾谊晖.中南大学 2013
[2]机械系统虚拟样机仿真软件的实用化研究[D]. 刘贤喜.中国农业大学 2001
硕士论文
[1]大型矿用挖掘机下车架刚柔耦合动力学分析[D]. 周明星.吉林大学 2014
[2]履带式湿地推土机行走系统仿真研究[D]. 徐晓龙.吉林大学 2014
[3]平架推土机履带行走系统仿真与行走架分析[D]. 耿宇明.吉林大学 2013
[4]重型履带车辆软地面行驶性能研究[D]. 胡际勇.吉林大学 2012
[5]履带车辆行动系统动力学仿真分析[D]. 陈媛媛.沈阳理工大学 2012
[6]一种基于移动平台的机械手设计及研究[D]. 查汀.南京信息工程大学 2011
[7]履带式滩涂运输车行驶性能分析研究[D]. 王雷.哈尔滨工业大学 2010
[8]可分离铰接式坦克越壕性能仿真研究[D]. 唐云岗.中南大学 2009
[9]55m3矿用挖掘机履带行走装置动力学研究[D]. 李海伟.吉林大学 2008
[10]移动机器人履带行走装置的构型与机动性能研究[D]. 陈淑艳.扬州大学 2008
本文编号：3309678
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 核退役工程作业装备研究现状
1.2.2 多体系统动力学与虚拟样机技术的发展
1.2.3 履带行走系统动力学研究现状
1.3 研究内容及方法
第2章 履带式防辐射挖掘机设计方案及动力学分析
2.1 履带式防辐射挖掘机设计方案
2.1.1 总体设计方案
2.1.2 原机的选取
2.1.3 屏蔽系统的设计
2.1.4 抑尘系统的设计
2.2 履带式防辐射挖掘机接地比压分析
2.2.1 平均接地比压分析
2.2.2 质心偏移对接地比压的影响分析
2.3 履带式防辐射挖掘机行驶阻力与牵引力分析
2.4 履带式防辐射挖掘机直线跑偏分析
2.4.1 跑偏原因分析
2.4.2 跑偏量极值的理论计算
2.5 履带式防辐射挖掘机典型越障工况分析
2.5.1 履带式防辐射挖掘机攀爬台阶工况分析
2.5.2 履带式防辐射挖掘机跨越沟槽工况分析
2.6 本章小结
第3章 履带式防辐射挖掘机动力学建模
3.1 车身几何建模
3.2 行走系统参数化建模
3.2.1 驱动轮
3.2.2 张紧装置与导向轮
3.2.3 支重轮
3.2.4 拖链轮
3.2.5 履带板
3.2.6 履带架
3.2.7 行走系统的零部件组装
3.3 质心位置的调整和摩擦系数的设置
3.4 约束关系的定义
3.5 履带式防辐射挖掘机平硬路面直线行驶动力学模型
3.6 履带式防辐射挖掘机越障动力学模型
3.6.1 攀爬台阶动力学模型
3.6.2 跨越沟槽动力学模型
3.6.3 组合地形动力学模型
3.7 本章小结
第4章 履带式防辐射挖掘机平硬路面直线行驶仿真分析与直线跑偏实验
4.1 直线行驶仿真参数设置
4.2 直线行驶仿真分析
4.2.1 仿真有效性验证
4.2.2 接地比压分析
4.2.3 行驶阻力与牵引力分析
4.2.4 跑偏量分析
4.3 直线跑偏实验
4.3.1 跑偏量测定原理
4.3.2 实验设备
4.3.3 实验过程
4.3.4 跑偏量测定实验结果分析
4.4 本章小结
第5章 履带式防辐射挖掘机松软路面越障过程仿真研究
5.2 越障过程仿真参数的设置
5.2.1 路面参数设置
5.2.2 速度驱动设置
5.3 影响履带式防辐射挖掘机越障能力因素的研究
5.3.1 车身质心偏移对挖掘机越障能力的影响
5.3.2 行驶速度对挖掘机越障能力的影响
5.4 极端工况越障过程仿真结果分析
5.4.1 极端攀爬台阶工况
5.4.2 极端跨越沟槽工况
5.5 组合地形工况越障过程仿真结果分析
5.5.1 车身质心水平速度与垂直方向位移分析
5.5.2 支重轮承载分析
5.5.3 履带板接触力分析
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 主要工作和成果
6.2 存在的不足和今后的研究方向
参考文献
作者简介及攻读学位期间的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]履带车辆水泥路面的牵引力-滑转率关系的计算与试验[J]. 李同飞,王红岩,芮强,张兵志,郭静. 装甲兵工程学院学报. 2014(06)
[2]某型市政工程用履带式液压挖掘机行走跑偏故障分析及排除[J]. 尚秀梅,姚继蔚,张新玲. 工程机械. 2014(06)
[3]防辐射驾驶舱屏蔽层支撑座的结构分析与优化[J]. 陈桂荣,任勇,邱长军,邹树梁,李林升,周炬. 南华大学学报(自然科学版). 2014(01)
[4]基于Workbench的防辐射挖掘机驾驶舱支座的有限元分析[J]. 任勇,陈桂荣,邱长军,邹树梁,李林升,周炬. 南华大学学报(自然科学版). 2014(01)
[5]不同材料对γ射线衰减系数的MCNP模拟[J]. 刘自霞,陆春海,陈敏,张志程,黄硕. 核电子学与探测技术. 2013(11)
[6]基于动力学分析的深海履带式采矿车行走打滑控制[J]. 韩庆珏,刘少军. 中南大学学报(自然科学版). 2013(08)
[7]我国核设施退役和放射性废物治理现状[J]. 王尔奇,张天祝,徐广震,曹健. 铀矿冶. 2013(03)
[8]基于RecurDyn的履带轮式装载机通过性能仿真分析[J]. 王佑君,赵朋昭,杨立浩,王胜军. 矿山机械. 2013(07)
[9]掘进机行走跑偏分析及解决方案[J]. 李军,张站民. 煤矿机械. 2011(11)
[10]履带行走式液压支架行走机构动力学仿真研究[J]. 石岚. 煤炭工程. 2011(08)
博士论文
[1]履带式集矿车软底质行走行为及模拟试验系统研究[D]. 曾谊晖.中南大学 2013
[2]机械系统虚拟样机仿真软件的实用化研究[D]. 刘贤喜.中国农业大学 2001
硕士论文
[1]大型矿用挖掘机下车架刚柔耦合动力学分析[D]. 周明星.吉林大学 2014
[2]履带式湿地推土机行走系统仿真研究[D]. 徐晓龙.吉林大学 2014
[3]平架推土机履带行走系统仿真与行走架分析[D]. 耿宇明.吉林大学 2013
[4]重型履带车辆软地面行驶性能研究[D]. 胡际勇.吉林大学 2012
[5]履带车辆行动系统动力学仿真分析[D]. 陈媛媛.沈阳理工大学 2012
[6]一种基于移动平台的机械手设计及研究[D]. 查汀.南京信息工程大学 2011
[7]履带式滩涂运输车行驶性能分析研究[D]. 王雷.哈尔滨工业大学 2010
[8]可分离铰接式坦克越壕性能仿真研究[D]. 唐云岗.中南大学 2009
[9]55m3矿用挖掘机履带行走装置动力学研究[D]. 李海伟.吉林大学 2008
[10]移动机器人履带行走装置的构型与机动性能研究[D]. 陈淑艳.扬州大学 2008
本文编号：3309678
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