翻抛机清土装置的仿真分析

发布时间：2017-09-24 17:19

  本文关键词：翻抛机清土装置的仿真分析

  更多相关文章： 清土装置 结构设计 运动学仿真 有限元分析

【摘要】：翻抛机是一种将物料翻动、搅拌的机器,用于有机肥的生产和生活垃圾的处理。清土装置是翻抛机行走轨道优化器,用于清理行走轨道物料。本文主要针对翻抛机清土装置进行结构设计,利用虚拟仿真与数值分析的方法完成清土装置的可行性设计与研究。主要研究内容是:(1)通过对铲体类结构的比较和推雪铲避障原理的借鉴,针对清土装置避障不足容易卡死损坏的问题进行原因分析,并利用创新型思维对清土装置进行方案设计,选取几种方案进行简单分析和比较,确定以内置避障式清土装置为分析研究对象,分析其清土、避障和清土避障三种工况下的运动原理和四连杆机构的数学模型,然后在SolidWorks软件下建立清土装置装配体模型,其中包括铲体和支架模型的建立,重点在于对铲体犁体曲面的成型。(2)对翻抛机清土装置在三种工况下工作的数据进行采集和分析并得到仿真数据和边界条件,对清土装置仿真模型进行边界条件设置,特别在于仿真约束和零部件接触的设置,运行仿真并分别获得三种工况下的位移、速度、作用力等要素的变化规律,并进行分析比较,以计算的清土功率数值和清土能量损耗比较仿真数据,从曲线数据的范围和功率的损耗的可以验证运动结构的可行性,并且以其运动规律作为气弹簧和液压缸参数选取的依据。(3)最后选取对清土装置的铲体的单独分析和在装配环境下对装配体的分析进行比较,获得铲体应力、应变的数值大小,找出位于铲体连接板处应力薄弱点位于连接板处,并且比较装配体分析结果验证了连接板处的应力分布趋向均匀,说明了在装配模型下接触的模拟和受力分析对清土装置的分析更加适用,从整体装配体层面验证了结构设计的可行性,并根据改进结构生产样品,经实践验证结构合理可靠。本文结合虚拟样机技术、运动学动力学分析理论对清土装置进行仿真设计,主要完成清土装置避障原理的设计及方案比较、运动仿真及功率损耗的分析和装配体的有限元分析,工作的方法和所得数据对清土装置后续的改进及有机肥生态农业的发展具有促进意义。
【关键词】：清土装置 结构设计 运动学仿真 有限元分析
【学位授予单位】：广西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S224.23
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 翻抛机研究现状9-10
• 1.2.2 清土装置研究现状10-13
• 1.3 课题来源及研究内容和研究方法13-15
• 1.3.1 课题来源及研究内容13-14
• 1.3.2 研究方法14-15
• 第二章 虚拟原型样机理论及软件平台15-24
• 2.1 虚拟原型技术理论15-18
• 2.1.1 虚拟原型技术的基本原理15-16
• 2.1.2 虚拟原型技术的优势16-17
• 2.1.3 数字化功能样机虚拟产品开发17-18
• 2.2 有限元法简介18-20
• 2.2.1 有限元法常用计算方法18-19
• 2.2.2 有限元法的基本求解步骤19-20
• 2.3 solidworks软件简介20-22
• 2.3.1 SolidWorks软件特点20-21
• 2.3.2 仿真功能介绍21-22
• 2.4 SolidWorks Motion中运动方程积分22-23
• 2.4.1 积分器类型22
• 2.4.2 微分-代数方程求解算法22-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 翻抛机清土装置结构设计和三维模型的建立24-34
• 3.1 全液压履带式翻抛机结构24-25
• 3.2 清土装置结构设计25-31
• 3.2.1 推雪铲避障机构分析25-27
• 3.2.2 清土装置结构设计方案分析比较27-31
• 3.3 清土装置工作原理及数学模型建立31-33
• 3.3.1 清土装置工作原理31-32
• 3.3.2 导杆机构数学模型建立32-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第四章 清土装置运动学和动力学仿真分析34-50
• 4.1 基于solidworks的清土装置三维模型建立34-36
• 4.1.1 铲体梨体曲面参数化建模34-35
• 4.1.2 清土装置装配模型35-36
• 4.2 清土装置动力学仿真分析36-48
• 4.2.1 清土装置仿真模型处理36-37
• 4.2.2 清土装置工作压力测试与计算37-39
• 4.2.3 清土工况仿真分析39-42
• 4.2.4 避障工况仿真分析42-44
• 4.2.5 清土与避障混合工况仿真分析44-48
• 4.3 清土功率48-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第五章 清土装置有限元分析50-64
• 5.1 清土装置铲体零件分析50-55
• 5.1.1 铲体有限元模型建立50-51
• 5.1.2 结果分析51-55
• 5.2 装配体分析的优势55-56
• 5.3 清土装置装配体有限元模型建立56-58
• 5.3.1 装配体模型简化56
• 5.3.2 材料设定以及接触处理56-57
• 5.3.3 约束与载荷57
• 5.3.4 网格单元类型设定57-58
• 5.4 装配体仿真结果分析58-63
• 5.4.1 清土工况59-61
• 5.4.2 避障工况61-62
• 5.4.3 清土避障混合工况62-63
• 5.5 本章小结63-64
• 第六章 结论64-66
• 6.1 结论64-65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-69
• 发表论文和参加科研情况说明69-70
• 致谢70

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