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車輛工程畢業(yè)設計論文-汽車改裝式升降臺設計-資料下載頁

2025-08-24 09:40本頁面

【導讀】升降平臺可分為:固定式、移動式、導軌式和曲臂式。剪叉式升降貨梯、鏈條式升降機、裝卸平臺等。升高度從1米至20米不等。三柱和四柱鋁合金。汽車改裝式升降臺可用于工廠、自動倉庫、停車場、市政、業(yè)等的高空作業(yè)及維修。升降平臺升降系統(tǒng),是靠液壓驅(qū)動,也被稱作液壓升降。種平面輸送設備,作為不同高度輸送線的連接裝置。除作為不同高度的以下步驟中我們驅(qū)動將液貨物輸送外,廣泛應用于。然而目前,在我國還沒有出現(xiàn)利用虛擬樣機技術(shù)對汽。目前國內(nèi)的高空作業(yè)平臺產(chǎn)品主要集中在車載式、剪叉式、牽引式。自行履帶式高空作業(yè)平臺目前??煽浚駝t一旦發(fā)生危險,后果不堪設想。因此,對舉升設備的安全性進行研究。將具有重大的意義。本課題研究運用虛擬樣機技術(shù)對汽車改裝式升降臺的虛擬設。CATIA是法國達索公司的產(chǎn)品開發(fā)旗艦解決方案。設計目標,CATIA提供了變量驅(qū)動及后參數(shù)化能力。換代,對于CATIA來說,都是非常容易的事。并行工程的設計環(huán)境使得設計周期大大縮短,CATIA提供的多

  

【正文】 用到其中的幾項。 ( 1) Preferences/Structural; ( 2) Preprocessor/Element Type/ADD Edit Delete/Library of Element Types 第一對話框選擇 Structural Solid, 第二對話框選擇 Tet 10node 187; ( 3) Preprocessor/MaterialProps/MaterialModels/Structural/Linear/E lastic/Isotropic/輸入 EX(彈性模量 )值,輸入 PRXY(泊松比 )值。 39 軸的材料我們選用 45 鋼,軸的屬性如 為: 彈性模量( GPa) 為 210;泊松比 為;抗拉強度( MPa) 為 600;密度( g/cm3) 為 。 網(wǎng)格劃分 ANSYS 為用戶提供了兩種常用的網(wǎng)格劃分類型:自由和映射。自由劃分,體現(xiàn)在沒有特定的準則,對單元形狀無限制,生成的單元不規(guī)則,基本適用于所有的模型。自由網(wǎng)格生成的內(nèi)部節(jié)點位置比較隨意,用戶無法控制。映射網(wǎng)格劃分要求面或體形狀滿足一定規(guī)則,它生成的單元形狀比較規(guī)則,適用于形狀規(guī)則 的面和體。本訓練中主要采用自由網(wǎng)格劃分,軸模型自由劃分可采用以下兩種途徑,大家可以觀察劃分的網(wǎng)格有何區(qū)別。 劃分網(wǎng)格: Meshing/MeshTool 選中 Smart Size 復選框(精度從 1到 10, 1為最高,網(wǎng)格最細,但劃分耗時長,一般設為 3),單擊 Mesh/Pick All。 此次分析采用途徑一對軸進行劃分,為了提高劃分速度,精度取 5,劃分后效果如 圖 。 圖 網(wǎng)格劃分結(jié)果 加載求解 ANSYS 中載荷 (Loads)包括邊界條件和模型內(nèi)部或外部的作用力。在結(jié)構(gòu)分析中,載荷主要有:位 移、力、壓力、彎矩、溫度和重力。載荷主要分為六大類:DOF約束 (自由度約束 )、力 (集中載荷 )、表面載荷、體載荷、慣性力及耦合場載荷。 DOF 約束 (DOF constraint):用戶指定某個自由度為已知值,在結(jié)構(gòu)分析中約束是位移和對稱邊界條件。力 (集中載荷 )(Fome):施加于模型節(jié)點的集中載荷,如結(jié)構(gòu)分析中的力和力矩。表面載荷 (SurfaceLoad):作用在某個表面上的分布載荷,如結(jié)構(gòu)分析中的壓力。體載荷 (Body loads):作用在體積或場域內(nèi),如結(jié)構(gòu)分析中的溫度和重力。慣性載荷 (Inertia loads):結(jié)構(gòu)質(zhì)量或慣性引起的載 40 荷,如重力加速度、角速度和角加速度,主要在結(jié)構(gòu)分析中使用。耦合場載荷(Coupledfield loads):它是一種特殊的情況,從一種分析中得到的結(jié)果用作另一種分析的載荷,如熱分析中得到的節(jié)點溫度可作為結(jié)構(gòu)分析中的體載荷施加到每一個節(jié)點 。 對剪刀式舉升機結(jié)構(gòu)進行分析時我們進行面力分析,即加的為表面載荷。加載步驟如下 : ( 1) Solution/Analysis Type/New Analysis/Static; ( 2) Solution/Define Loads/Apply/Structural/Displacement/On Areas; 選擇軸的兩個端面進行約束,這里有 ALL DOF(全約束 )、 UX( X 方向位移)、 UY( Y方向位移)、 UZ( Z方向位移)、 ROTX( X方向旋轉(zhuǎn))、 ROTY( Y 方向旋轉(zhuǎn))、 ROTZ( Z方向旋轉(zhuǎn)),根據(jù)實際分析,兩端應用 ALL DOF(全約束 ); ( 3) Solution/Define Loads/Apply/Structural/Pressure/On areas 選連接銷與滾輪接觸的上半面 /輸入加載壓強的大小(注意方向),因舉升機舉升6m位置時 的受力最大輸入的為 F3 最大時產(chǎn)生的壓強值 1175042 2 0 . 3 65 6 5 4 . 8 7 5 02 8 8 . 5 1 32 4 9 0GM P a??? 約束和受載如圖 所示。 圖 約束及加載 ( 4)求解 Solve/CurrentLS/Ok/Close。 查看結(jié)果及分析 ( 1 ) 查 看 變 形 結(jié) 果 : General PostProc/Plot Results/Deformed Shape/Ok。(變形結(jié)果可動畫演示: PlotCtrls/Animate/ Deformed Shape/Ok,可直觀觀察軸的變形情況 )General PostProc/Plot Results/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/DOF Solution。X Y Z 總變形如面分析下圖。 41 圖 總變形 圖 X方向變形 圖 Y方向變形 42 圖 Z方向變形 圖 總變形情況 變形量分析:從圖中可以看出 X 方向的最大變形量為 , Y 方向, Z 方向最大為 ,總方向最大變形為 總方向變形量與 Y方相同, 可見軸的變形主要為豎直方向變形。變形量很小,充分滿足剛度要求。 ( 2)查看應力結(jié)果: General PostProc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/Stress/SX(X 方向應力 )、 SY( Y 方向應力)、 SZ( Z 方向應力)、 SEQV(綜合應力); 43 圖 X方向應力狀況 圖 Y方向應力狀況 圖 Z方向應力狀況 44 圖 綜合應力情況 應力結(jié)果分析:數(shù)值顯示,藍 色部位應力值最小,紅色部位應力值最大。 x方向最大應力為 , y方向最大應力 , Z方向最大應力為 ,綜合應力最大值為 。 無論是單個方向的最大應力,還是綜合應力值均充分滿足強度要求。通過有限元分析可知,我們所設計的軸及選用的材料均符合要求。 加強桿的有限元受力分析 因我們在舉升臂中間加了一方鋼加強肋,所以舉升臂變形和受力都很小,我們不對其進行,我們分析直接承受推力的軸的變形,分析方法與上述的分析方法一樣。 定義屬性 軸的材料我們選用 40Cr, 40Cr的材料屬性 為 : 彈性模量( GPa): 200220;泊松比: ;抗拉強度 (MPa): 1000;密度 (g/cm3): 。 網(wǎng)格劃分后的結(jié)果 圖 網(wǎng)格劃分結(jié)果 45 ( 1)約束、加載 軸的受力比較簡單,主要承受液壓缸推力,因舉升機在最低點時的液壓缸的推力最大,所以只分析受力最大即可。 加載荷約束后的圖 如下。 圖 加約束后的圖 方向加載為 5 2 .1 4 .1 42 0 0 3 .1 4 2 0KN M P a??? ( 2) 求解 Solve/CurrentLS/Ok/Close。 ( 3 ) 查 看 變 形 結(jié) 果 : General PostProc/Plot Results/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/DOF Solution。X Y Z 總變形,因受力簡單,分析只看總變形情況即可。如圖 所示。 圖 總變形量 變形結(jié)果分析 :總變形量 最大 為 ,變形量很小,滿足設計要求。 ( 4)查看應力結(jié)果: General PostProc/Plot Results/Contour Plot/Nodal 46 Solu/Stress/SEQV(綜合應力);如圖 所示 。 圖 綜合應力情況 應力結(jié)果分析:數(shù)值顯示,藍色部位應力值最小,紅色部位應力值最大。綜合應力最大值為 。 40Cr 的抗拉強度為 1000MPab? ? , 綜合應力值充分滿足強度要求。說明設計和材料的選擇均合適。 液壓支撐桿有限元分析 定義屬性 平臺的材料我們選用 Q275 鋼, Q275 鋼的材料屬性如 為: 彈性模 量( GPa):200220;泊松比: ;抗拉強度 (MPa): 490610;密度 (g/cm3): 。 網(wǎng)格劃分的結(jié)果 圖 平臺網(wǎng)格劃分結(jié)果 ( 1)約束加載 47 舉升機在最低點時,受力最大。加載時加的為面力,則載荷情況為5 2 .1 4 .1 42 0 0 3 .1 4 2 0KN M P a??? ( 2)求解 Solve/CurrentLS/Ok/Close。查看結(jié)果并分析 查看變形結(jié)果: General PostProc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/DOF Solution。X Y Z 總變形 圖 X方向變形量 圖 y方向變形量 48 圖 Z方向變形量 圖 總變形量 變形結(jié)果分析: x方向最大變形為 , y方向最大變形為 ,z 方向大最變形為 ,總方向變形為 。由有限元分析結(jié)果可知無論是總變形還是某個方向變形量都很小,所以平臺剛度足夠。 查看應力結(jié)果: General PostProc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/Stress/(X 方向應力 )、( Y方向應力)、( Z方向應力)、 SEQV(綜合應力); 圖 X方向應力狀況 49 圖 y方向應力狀況 圖 Z方向應力狀況 圖 綜合應力狀況 50 應力結(jié)果分析: x方向最大應力為 212MPa, y 方向最大為應力 211MPa, z 方向最大應力為 643MPa,綜合應力變形為 。 Q275 鋼的最小抗拉強度為557MPa,通過分析比較,平臺強度足夠。通過以上的有限元分析,說明我們所設計的平臺尺寸及選材合理。 剪差桿有限元分析 定 義屬性 平臺的材料我們選用 Q275 鋼, Q275 鋼的材料屬性如 為: 彈性模量( GPa)為 200220;泊松比 為 ;抗拉強度 (MPa)為 490610;密度 (g/cm3)為 。 網(wǎng)格劃分的結(jié)果 圖 平臺網(wǎng)格劃分結(jié)果 ( 1)約束加載 舉升機在最低點時,受力最大。加載時加的為面力,則載荷情況為5 2 .1 4 .1 42 0 0 3 .1 4 2 0KN M P a??? ( 2)求解 Solve/CurrentLS/Ok/Close。查看結(jié)果并分析 查看變形結(jié)果: General PostProc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/DOF Solution。X Y Z 總變形 。 51 圖 X方向變形量 圖 y方向變形量 圖 Z方向變形量 52 圖 總變形量 變形結(jié)果分析: x方向最大變形為 , y方向最大變形為 ,z 方向大最變形為 ,總方向變形為 。由有限元分析結(jié)果可知無論是總變形還是某個方向變形量都很小,所以平臺剛度足夠。 查看應力結(jié)果: General PostProc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/Stress/(X 方向應力 )、( Y方向應力)、( Z方向應力)、 SEQV(綜合應力); 圖 X方向應力狀況 圖 y方向應力狀況 53 圖 Z方向應力狀況 圖 綜合應力狀況 應力結(jié)果分析: x 方向最大應力為 212MPa, y 方向最大為應力 211MPa, z方向最大應力為 643MPa,綜合應力變形為 。 Q275 鋼的最小抗拉強度為 557MPa,通過分析比較,平臺強度足夠。通過以上的有限元分析,說 明我們所設計的平臺尺寸及選材合理。 本章小結(jié) 本章將 Pro/E 三維建模后的圖形導入 ANSYS 環(huán)境中, 利用 ANSYS 有限分析軟件對舉升機中主要受力結(jié)構(gòu)滑輪軸和上舉升臂的剛度和強度進行分析,根據(jù)有限元的分析結(jié)果圖,我們能夠很清晰的看到軸及臂的變形和應力狀況,驗證設計內(nèi)容是否合理。 軟件 ANSYS 有限元分析與研究,可以代替剪刀式舉升機物理樣機的 54 前期試驗,為汽車舉升機產(chǎn)品的設計、技術(shù)開發(fā)方面提供更多的理論參考,進一步提高國產(chǎn)汽車舉升機的穩(wěn)定性和可靠性,提高產(chǎn)品的市場競爭力。 55 第 7 章 運動仿真及干涉校核 將 Pro/E 裝配模型導入 ADAMS 中 在現(xiàn)代科技的發(fā)展和研發(fā)進程中,由美國 MDI 公司研發(fā)的動力學仿真軟ADAMS 能進行復雜機械系統(tǒng)的動力學仿真分析,在虛擬樣機中起著強大的作用。然而其在建模方面也有極大的缺陷,與其它三維軟件,例如 Pro/E, UG, CATIA 在建模方面有著較大的差異。消除在三維建模軟件中的模型幾何形狀和質(zhì)量特性的誤差,在 ADAMS 中較準確的進行動力學分析。本設計以在 CATIA 軟件中建模,再通過轉(zhuǎn)
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