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钳夹车起升机构力学分析与仿真研究
| 论文题名： | 钳夹车起升机构力学分析与仿真研究 |
| 关键词： | 钳夹车;起升机构;运动学;钳形梁;刚度性能;受力载荷;均载特性 |
| 摘要： | 钳夹车是运输超重、超限货物的铁路特种货车，其几何尺寸大、结构复杂。作为夹持货物的主要构件，起升机构的安全稳定性至关重要。起升机构中超大构件存在的刚度差异和其载运货物存在的偏载，将引起起升机构受力载荷不均衡，严重情况下甚至会由于某个钳形梁承力超过极限而诱发重大安全事故。本文在详细了解现有钳夹车相关技术文献的基础上，对其起升机构运动学、钳形梁刚度、载荷解算以及均载特性方面进行深入系统的分析。主要研究内容如下： 首先，基于坐标变换法对起升机构进行了运动学分析，分析了起升机构的自由度，计算了其位置解和货物起升轨迹，求取了其速度和力的映射关系，并通过RecurDyn对运动学计算进行了仿真验证。 其次，针对钳形梁，基于Timoshenko梁理论建立了梁单元，求取了梁单元刚度矩阵，得到了钳形梁的整体刚度矩阵，并通过对变形量的计算和仿真对刚度建模的准确性进行了验证。 再次，针对钳夹车过约束起升机构，联立静力平衡方程和变形协调方程对其进行了载荷解算，得到了其各个部分的受力状况，定义了起升机构不均衡载荷系数，基于空间性能图谱理论将刚度无量纲化，在考虑钳形梁刚度偏差和货物偏载的情况下对机构的均载性进行了分析研究，并给出了有利于起升机构提高均载性的刚度匹配方法。 最后，基于动力学仿真软件RecurDyn建立了钳夹车起升机构的刚柔耦合仿真模型，进行了刚柔耦合仿真，得到了考虑钳形梁变形的机构工作状态，通过与修正的理论计算进行对比，验证了载荷解算和均载性分析的正确性。 |
| 作者： | 王向南 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 赵延治 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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