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公铁两用吊篮式桥梁检测车上装系统的结构开发与仿真研究
| 论文题名： | 公铁两用吊篮式桥梁检测车上装系统的结构开发与仿真研究 |
| 关键词： | 桥梁检测车;上装系统;结构设计;流固耦合;运动仿真 |
| 摘要： | 随着我国经济的快速发展和铁路运输强度的不断增长，桥梁作为高铁线路的基础设施，对其检查与养护也越来越受到人们的重视。目前我国铁路运营中的“病害”桥梁大约为桥梁总数的20%，高铁桥梁虽建成的时间短，但更应受到重视。为确保高速运行的平稳性、乘车舒适性和安全性，利用智能化的高铁桥梁综合检测设备对桥梁进行高效精准的检修势在必行。而我国现有的铁路桥梁检测车仍处于研发的初级阶段，基本上以进口为主。因此，急需开发一种适用于我国铁路桥梁检测要求的现代化检测装备。 本文通过调研国内外桥梁检测车的研究现状，确定了桥梁检测车的工作内容及工作要求，并根据我国公铁两用桥梁结构型式的特殊性，提出了一种针对公路、铁路桥梁两用的吊篮式桥梁检测车上装系统设计方案，并对方案的合理性进行了论证与研究分析。 论文以公铁两用吊篮式桥梁检测车上装系统为对象进行结构设计，并对结构的可靠性进行了分析。具体研究内容包括：（1）根据给定的基本参数及相关资料，确定了公铁两用吊篮式桥梁检测车上装系统臂架结构，并对上装系统的回转机构、吊篮工作台及液压辅助机构进行了设计；（2）根据工作时臂架的运动过程，确定上装系统各臂架的空间变换顺序，利用SolidWorks软件对上装系统进行三维数字化建模，为臂架的静力学和动力学分析提供了数据模型，并进行了抗倾覆稳定性计算；（3）利用流体力学软件CFX对上装系统外部流场进行模拟仿真，分析上装系统的流体特性，验证了其在风载荷作用下系统的整体结构稳定性；（4）运用动力学仿真软件ADAMS建立上装系统的虚拟样机模型，对样机进行多刚体动力学仿真分析，获得了上装系统展开作业过程中的动力学特性，并根据仿真结果对上装结构进行深入研究；（5）利用CFX-Workbench软件对上装系统进行流固单向耦合仿真，获取了吊篮工作台风载荷下的静力学特性，分析整体结构稳定性，并对设计的系统进行了强度、刚度的校核计算。 系统分析研究表明：设计开发的公铁两用吊篮式桥梁检测车上装系统能够满足结构平稳性的功能要求；设计开发的上装系统各臂架力学性能达到了桥梁检测车强制的设计标准；通过系列风载荷仿真实验和结构流体风振特性分析，设计开发的上装系统可在一定范围内平稳地抵抗工作过程中可能出现的横风干扰；利用Adams对其进行运动仿真发现臂架顺序展开过程的动态稳定性能够满足设计要求，车体也不会有较大振动；吊篮工作台在瞬态风压下的静力学强度、刚度满足使用要求和设计规范；上装系统的设计和选型合理。 |
| 作者： | 李丹乐 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 杨发展;王华伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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