【正文】 正是他們的開導(dǎo)才使得我能夠順利完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，而不是一味只知道心急， 反而耽誤了學(xué)習(xí)，所以我也同樣要 謝謝我的父母！ 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 33頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì) .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [S].機(jī)械工業(yè)出版社 [2] 劉潭玉 ,黃星梅 ,張愛軍 .畫法幾何及機(jī)械制圖 [M].湖南大學(xué)出版社 [3] 王國(guó)順 .AutoCAD基礎(chǔ)教程 [M].高等教育出版社 [4] 楊沿平 .機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ) [M].機(jī)械工業(yè)出版社 [5] 喻凡 ,林逸 .汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué) [M].機(jī)械工業(yè)出版社 [6] 付永華 .有限元分析基礎(chǔ) [M].武漢大學(xué)出版社 [7] 馮晉祥 .專用汽車 [M].機(jī)械工業(yè)出版社 [8] 李增剛 .ADAMS入門詳解與實(shí)例 [M].國(guó)防工業(yè)出版社 [9] 薛風(fēng)先等 .ANSYS 到精通 [M]機(jī)械工業(yè)出版社 [10] 張朝暉 .ANSYS [M].機(jī)械工業(yè)出版社 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 34 頁(yè) 附錄 A 舉升機(jī)構(gòu)二維 CAD圖 圖 A1 舉升液壓缸 圖 A2 舉升支座 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 35頁(yè) 圖 A3 舉升支座與車架連接處螺栓 圖 A4 銷軸（大） 圖 A5 銷軸（大）墊圈 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 36 頁(yè) 圖 A6銷軸（?。? 圖 A7 銷軸（小）墊圈 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 37頁(yè) 附錄 B 圖 B1 舉升機(jī)構(gòu)三維實(shí)體裝配圖 圖 B2 舉升機(jī)構(gòu)三維實(shí)體圖（此圖中舉升液壓缸舉升到最大位置處） 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 38 頁(yè) 圖 B3 車廂 底部與舉升機(jī)構(gòu)液壓缸活塞小頭相連處 圖 B4 舉升機(jī)構(gòu)小頭與車廂連接處（此時(shí)舉升活塞處于初始位置處，即此時(shí)舉升角度為 0?） 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 39頁(yè) 圖 B5舉升支座 與車架連接處（此時(shí)舉升活塞處在最大舉升處） 。同時(shí)，我們班馬桃、孔成同學(xué)軟件學(xué)習(xí)很好，遇到不能解決的問題我總是請(qǐng)教他們，他們都很耐心地幫助我解決問題，一步步教我操作，在此也要謝謝他們的幫助 。 由于大學(xué)期間很少有機(jī)會(huì)能夠個(gè)人單獨(dú)完成某項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)，在剛開始準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)τ谧约旱恼n題很懵懂，不知道如何下手，在開題之前感謝周老師對(duì)于我所提出的各種問題的耐心解答 。 ANSYS軟件是一款功能強(qiáng)大的軟件，主界面內(nèi)容很 豐富，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我用到的不過是九牛一毛，對(duì)于 舉升支座的受力分析只做了簡(jiǎn)單的自動(dòng)化網(wǎng)格劃分以及均布載荷的施加以及應(yīng)力應(yīng)變圖及位移云圖的繪制，希望能夠在今后的學(xué)習(xí)中加強(qiáng)有限元基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，以求更好地利用 ANSYS軟件。而 ADAMS軟件及 ANSYS軟件都是以往沒有接觸過的軟件， ADAMS軟件是一款以機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)仿真為主要目的的軟件，這次學(xué)習(xí)此款軟件，讓我對(duì)機(jī)械系統(tǒng)建模有了更深刻的理解：有時(shí)候建模不一定需要完全按照實(shí)物樣子來建立，例如此次設(shè)計(jì)的舉升機(jī)構(gòu)在 ADAMS 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 31頁(yè) 中建模時(shí)，便可以用賦予質(zhì)量和重力的點(diǎn)表示車廂。 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使得我更為了解自己的專業(yè)，也更加熱愛自己所學(xué)的專業(yè) 。 (3)在仿真設(shè)計(jì)軟件 ADAMS中建立舉升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單物理模型 ， 并賦予相應(yīng)的質(zhì)量、質(zhì)心等參數(shù)，給予相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)速度， 建立起 舉升機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型 ，并對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)的仿真分析，得到舉升機(jī)構(gòu)在舉升過程中舉升角隨時(shí)間變化曲線、 車廂質(zhì)心位置位移隨時(shí)間變化曲線 ，舉升支座的在舉升過程中的受力情況等一系列數(shù)據(jù)，并通過參數(shù)化建模， 對(duì)油缸舉升力進(jìn)行仿真優(yōu)化，使 得舉升液壓缸在舉升過程中受力狀況良好，并且不至于受到車廂對(duì)其的推力作用。 本論文的內(nèi)容和結(jié)論如下： (1)通過 對(duì) 自裝卸式城市垃圾清掃車的 總體設(shè)計(jì)，包括對(duì)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析，底盤的選用，總體布置的設(shè)計(jì)與計(jì)算，確定了 自裝卸式城市垃圾清掃車舉升機(jī)構(gòu) 的一些關(guān)鍵參數(shù)，如舉升機(jī)構(gòu)的形式，車廂的最大舉升角度， 舉升的最大行程 等，為接下來的建模與仿真分析工作做好了充分的準(zhǔn)備。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 29頁(yè) 圖 64 舉升支座應(yīng)力 應(yīng)變 圖 圖 65 支座位移圖 第 30 頁(yè) 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 結(jié)論 本文闡述了 城市道路清掃車舉升機(jī)構(gòu)及其支座的設(shè)計(jì)原理及方法，并且通過 仿真分析軟件 ADAMS對(duì)舉升 液壓缸設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析，及 有限元分析軟件ANSYS對(duì)舉升機(jī)構(gòu)主要受力零件 — 舉升支座進(jìn)行強(qiáng)度及剛度的校核。由圖可讀出該支座應(yīng)力最大（ SMX）位置處應(yīng)力為 ， 應(yīng)力最?。?SMN）位置處應(yīng)力為 104GPa，位移最大（ DMX）位置處最大位移量為 105MPa。 圖 53 舉升支座與車架連接處 在 ANSYS模型中將車架與支座連接處看作面接觸， 在支座與車架連接 處平面給支座以面約束，約束其 3個(gè)自由度，在中心孔處，施加以 15000N的均布力，其中圓孔面積為 : 式中： S d l?? ? ? d — 支座中心孔直徑，為 45mm l — 中心孔厚度，為 24mm 需要施加的應(yīng)該為 FS 代入數(shù)值得 2/kN mm ,對(duì) 其進(jìn)行分析。例如將磁場(chǎng)分析中計(jì)算得到的磁力作為結(jié)構(gòu)分析中的力載荷。例如重力加速度、角速度、角加速度引起的慣性力。例如需要考慮的重力，熱力分析中的熱生成速度。例如結(jié)構(gòu)分析中的壓力，熱力學(xué)分析中的對(duì)流和熱通量。例如結(jié)構(gòu)分析中的力和力矩，熱力分析中的熱流速度，磁場(chǎng)分析中的電流段。例如在結(jié)構(gòu)分析中約束 是指位移和對(duì)稱邊界條件，而在熱力學(xué)分析中則指的是溫度和熱通量平行的邊界條件。導(dǎo)入后， 首先對(duì)材料等進(jìn)行選擇，具體如下表 61所示： 表 51 材料特性參數(shù) 零件名稱 材料 楊氏模量 泊松比 舉升支座 Q235 200GPa 0． 3 然后對(duì)舉升支座進(jìn)行網(wǎng)格劃分， 采用四面體結(jié)構(gòu)自動(dòng)劃分網(wǎng)格， 網(wǎng)格屬性為實(shí)體單元（ solid） ,劃分結(jié)果 如圖 5— 2所示： 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27頁(yè) 圖 52 舉升支座模型的網(wǎng)格劃分 網(wǎng)格劃分?jǐn)?shù)據(jù)： 網(wǎng)格數(shù)量： 39075 最大結(jié)點(diǎn)數(shù)： 60617 在 ANSYS 中，載荷包括邊界條件和外部或內(nèi)部作用力函數(shù)，在不同的分析領(lǐng)域中有不同的表征，但基本上可以分為 6大類：自由度約束、力（集中載荷）、面載荷、體載荷、慣性載荷以及耦合場(chǎng)載荷。 自適應(yīng)網(wǎng)格 劃分是在生成了具有邊 界條件的實(shí)體模型以后，用戶指示程序自動(dòng)地生成有限元網(wǎng)格，分析、估計(jì)網(wǎng)格的離散誤差，然后重新定義網(wǎng)格大小，再次分析計(jì)算、估計(jì)網(wǎng)格的離散誤差，直至誤差 低于用戶定義的值或達(dá)到用戶定義的求解次數(shù)。映像網(wǎng)格劃分允許用戶將幾何模型分解成簡(jiǎn)單的幾部分，然后 選擇合適的單元屬性和網(wǎng)格控制 ， 生成映像網(wǎng)格。包括四種 網(wǎng)格劃分方法：延伸劃分、映像劃分、自由 劃分和自適應(yīng)劃分。 圖 51 油缸舉升支座的三維實(shí)體模型 第 26 頁(yè) 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 由于液壓缸舉升力的作用最終是通過舉升支座作用在副車架上，在圖 47中可以得出最大舉升力 約 為 15000牛頓， 在對(duì)舉升支座進(jìn)行有限元強(qiáng)度分析時(shí)，不妨將此數(shù)值直接代入其中，對(duì)支座中心處圓孔施加均布力作用，從而得到其應(yīng)力應(yīng)變圖。 注：以上對(duì) ANSYS軟件的簡(jiǎn)介來自百度百科以及《 ANSYS 精通 》 一書 舉升支座的有限元分析 舉升支座在舉升過程中的受力分析 通過對(duì)自裝卸式垃圾運(yùn)輸車的舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真分析以后，可以得到舉升機(jī)構(gòu)各零件的受力情況，其中，舉升支座受力比較集中和復(fù)雜， 它將舉升油缸與副車架連接在一起，起著固定油缸，把油缸舉升時(shí)的推力 傳遞 給副車架的作用。三是主應(yīng)力跡線圖，主應(yīng)力跡 線圖用各單元形心處的兩個(gè)正交矢量 (箭頭 )表示應(yīng)力的大小和方向。此外，還有動(dòng)畫顯示的振型圖和失穩(wěn)模式圖等。 后處理 模塊 對(duì) 計(jì)算結(jié)果的加工處理有限元分析的計(jì)算結(jié)果是節(jié)點(diǎn)位移、單元應(yīng)力等數(shù)據(jù)，在 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25頁(yè) ANSYS中，它把有限元分析結(jié)果用圖形表示出來，包括屏幕顯示和打印機(jī)或繪圖機(jī)繪圖等，是一種非常有效的計(jì)算結(jié)果輸出方式。最后，生成輸入數(shù)據(jù)文件，通常一個(gè)通用的有限元前處理模塊應(yīng)具有與多個(gè)有限元分析軟件的接口程序，按選用的軟件的輸人格式要求，生成輸入數(shù)據(jù)文件。然后，生成有限單元的屬性數(shù)據(jù)，包括載荷數(shù) 據(jù)、材料數(shù)據(jù)、有關(guān)邊界約束條件和非均質(zhì)結(jié)構(gòu)的描述。 首先，生成有限元網(wǎng)格根據(jù)構(gòu)件的幾何定義，劃分有限元網(wǎng)格，同時(shí)產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)。 前處理 模塊 ANSYS 的前處理模塊主要有兩部分內(nèi)容：實(shí)體建模和網(wǎng)格劃分。因此它可應(yīng)用于以下工業(yè)領(lǐng)域： 航空航天、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、橋梁、建筑、電子產(chǎn)品、重型機(jī)械、 微機(jī)電系統(tǒng) 、運(yùn)動(dòng)器械等。每一種方法 各有其應(yīng)用的領(lǐng)域，而其中有限元法應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣，現(xiàn)已應(yīng)用于結(jié)構(gòu)力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、流體力學(xué)、電路學(xué)、電磁學(xué)等。在整個(gè)舉升過程中，車廂對(duì)舉升液壓缸始終為壓力作用，可知其結(jié)構(gòu)是滿足設(shè)計(jì)要求的。 根據(jù)舉升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式，在系統(tǒng)中需要加入的約束與載荷如下：第一，副車架作為舉升機(jī)構(gòu)與車廂運(yùn)動(dòng)的參照物，設(shè)置副車架與 ground（大地）固定副連接 ；第二 ，油缸支座與副車架之 間，相互之間視為 無移動(dòng)，所以采用固定副進(jìn)行約束；第三，副車架與車廂之間，油缸 與油缸支座之間， 油缸活塞桿與車廂底部支座 之間，采用轉(zhuǎn)動(dòng)副進(jìn)行約束；第四，油缸活塞桿與油缸缸體之間采用移動(dòng)副進(jìn)行約束；第五，對(duì)車廂添加重力載荷。以 A點(diǎn)為舉升機(jī)構(gòu)與車架鉸接點(diǎn)，也固定在大地上，建立鉸鏈約束，初始位置時(shí)， B為了提高仿真的運(yùn)行速度，在 ADAMS 中建立機(jī)械機(jī)構(gòu)的實(shí)體模型時(shí)，常常簡(jiǎn)化部件的外形，在 CAD 軟件中計(jì)算出各部件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及質(zhì)心位置，代入 ADAMS。優(yōu)化設(shè)計(jì)包括：設(shè)計(jì)變量影響度研究 (perform design sensitivity studies)、試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析 (perform design of experiments)和優(yōu)化設(shè)計(jì)分析 (perform optimization studies)。迭代仿真包括：添加模型參數(shù) (add parameters)和定義