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小型车剪式清障装置结构设计与优化分析
| 论文题名： | 小型车剪式清障装置结构设计与优化分析 |
| 关键词： | 清障车;清障装置;结构设计;参数化建模;多体动力学;仿真分析 |
| 摘要： | 随着经济的不断发展，我国汽车保有量的不断增加，使得发生车辆故障及乱停乱放的现象也逐年增加，尤其是在繁华路段，车辆多、空间小的地方更为严重。清障车的作用就是将发生故障的车辆或违章车辆拖离，以确保道路畅通。 目前，国内传统清障车主要采用二类底盘改装而成，体积较大，有些工况不完全适用，例如在发生交通拥挤的路况中无法发挥其及时救援的功能。为了实现及时道路救援，以小型车为牵引装置的小型清障车相继出现。本文设计的剪式清障装置，借助牵引车牵引，主要应用于清理道路上的小型故障车辆及违章车辆，该装置质量轻、结构紧凑、体积小。 依据实际需要，从剪式升降台的作用原理受到启发，设计了剪式清障装置。比较分析了液压缸竖直驱动、水平驱动、双铰接驱动三种方式的优缺点，确定了剪叉举升机构的驱动方式；对剪式清障装置的主要构件进行了设计与三维建模。建立了举升机构的数学模型，对其进行了运动和受力分析，这对其优化设计提供了理论依据；对清障装置进行了机动性和动力学分析，为其性能改善提供了研究方向。把清障装置中剪式举升机构进行简化，并运用Adams软件对其进行了参数化建模及优化设计，使液压缸起升时的最大推力得以减小，使液压系统的能量消耗降低，在模型优化的基础上，对其进行了机液耦合仿真，通过改变阀门控制函数，减小了液压缸运动后期的振动。运用ANSYS Workbench软件对清障装置进行了起升时的瞬态动力学分析，验证了清障装置主要构件设计的安全性；在对底盘车架和拖架静力学分析的基础上，对底盘车架进行了拓扑优化，对拖架进行了拓扑优化和多目标驱动优化，使两者在满足强度的要求下，质量得以减小。 最后，根据牵引车、清障装置、被拖车辆之间连接关系，运用Adams软件建立了‘牵引车-清障装置被拖车辆’多体动力学模型，进行了匀速、加速、转向、转弯四种工况的仿真分析，验证了整车行驶过程中稳定性、安全性。 |
| 作者： | 张松 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王素玉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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