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履带式大型宽幅摊铺机结构优化与可靠性设计
| 论文题名： | 履带式大型宽幅摊铺机结构优化与可靠性设计 |
| 关键词： | 摊铺机;结构优化;可靠性;动力学特性;静力学特性 |
| 摘要： | 在高速公路和高等级公路的施工过程中，传统摊铺机在摊铺过程中造成的“不平”和“离析”问题一直影响路面的质量和寿命。为适应工程应用需求，一种新型大功率、大宽度、高精度、高效节能、抗“离析”摊铺机成为当前国内外摊铺机行业研发的重点。由于技术基础薄弱，目前我国的高端大型摊铺机市场均被国际知名品牌垄断。 基于上述背景，为了给大型摊铺机的生产设计提供一些结构优化与可靠性设计的理论支持与方法借鉴，充实国内摊铺机产业生产与设计的相关理论，依托于江苏省科技支撑计划，本文通过动力学特性和静力学特性相结合的设计思路，从减振降噪提升其可靠性的角度，提出摊铺机结构的一些改进方案，同时对其可靠性进行相关分析。论文的主要研究内容包括以下几部分: 1.建立大型摊铺机车架的有限元模型，通过对其进行模态仿真分析，得到其主要的模态振型及固有频率，并进一步通过车架模态实验验证摊铺机车架模型的准确性。 2.以动态刚度为目标函数进行结构优化，静态刚度和强度进行校验的综合结构设计方法，对摊铺机车架进行灵敏度分析获得其结构薄弱部分，并利用拓扑优化及尺寸优化的设计手段，以轻量化作为设计目标，对摊铺机车架结构进行参数优化设计，从而提出车架优化方案，提高其刚度。最终的优化方案在摊铺机车架整体质量减少3％的情况下，其1阶和2阶固有频率得到了明显的提高。 3.以软件分析和硬件测试为基础，对动力总成隔振器的隔振性能进行评价，通过MATLAB软件编程，以提高隔振系统的解耦率为优化目标，对摊铺机动力总成悬置系统的各隔振器进行刚度值的优化匹配，然后进行形状和尺寸的设计，并最终得到可行的动力总成隔振器设计方案。 4.建立摊铺机整机系统的有限元模型，分析静载工况下整机的应力应变分布情况及整车刚度，并对整车进行疲劳寿命分析，评价可靠性。 |
| 作者： | 晏腾飞 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 张建润 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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