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登高消防车调平系统的设计与研究
| 论文题名： | 登高消防车调平系统的设计与研究 |
| 关键词： | 登高平台消防车;有限元分析;屈曲分析;运动学 |
| 摘要： | 随着科学技术的进步，经济不断发展，高楼大厦不断增多。一旦发生漏电火灾等问题，将对人民的生命财产和健康造成极大威胁。登高平台消防车机电液一体化程度高，可以高空作业、救援灭火，是高楼建筑灭火的主要作战车辆。 调平系统作为登高平台消防车的重要结构，主要包括臂架、回转平台、工作平台调平机构、副车架、支腿等结构。臂架承受工作载荷发生变形，回转平台负责臂架的回转运动，工作平台调平机构连接臂架，影响着工作平台的调平精度。臂架工作前，副车架和支腿需支撑起整车的重量，为臂架的举升运动和回转运动提供重要的基础，保证臂架工作的调平过程。本文以DG37登高平台消防车的开发为背景，对登高平台消防车调平系统的结构进行设计分析，分析结构的可靠性和抗倾覆稳定性，主要内容如下： （1）确定调平系统的结构设计方案，提出载荷计算方法和工况，利用ANSYSWorkbench软件作为分析工具，建立有限元模型，对臂架进行静力学分析，得到臂架在两种工作姿态下的四种工况的位移和应力结果，对原设计方案进行安全评定并依此进行结构改进，显著降低结构应力，使位移和应力满足要求。指出臂架处于最大工作幅度的打水工况是最危险工况，分析臂架、回转平台和工作平台调平机构的可靠性。 （2）对副车架和支腿进行静力学分析得到8个旋转工况的位移和应力结果，校核结构的位移和应力，分析副车架和支腿的可靠性。随后进行特征值屈曲分析，求出各工况前三阶模态的屈曲载荷系数，表明臂架回转位于0°时副车架和支腿最容易发生屈曲。屈曲载荷系数均大于1，求出失稳临界载荷，当前载荷与失稳临界载荷还有很大余量，结构满足当前载荷要求，不会发生载荷屈曲，进一步分析副车架和支腿的可靠性。 （3）利用Adams软件作为分析工具，对臂架举升运动和回转运动进行计算分析，得到工作平台的运动轨迹、速度、加速度变化曲线，分析工作平台的平稳性。还得到运动过程中整车质心变化曲线和各支腿的支反力变化曲线，并利用重心法和剩余载荷法分析整车的抗倾覆稳定性，表明调平系统各结构的适应度高，该调平系统下整车依然具有较好的抗倾覆稳定性，臂架回转位于54°、132°、234°和312°时最容易发生倾翻。 （4）基于惠斯顿原理，采用BE120-6AA箔式应变片，DH5908应变仪采集数据，对调平系统的臂架、回转平台、副车架和支腿等结构进行应力测试，测试值与计算值的相对误差小，验证了有限元模型的正确性，提供一定指导意义。 |
| 作者： | 梁杰超 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 袁清珂;耿丽 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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