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新型混合式桥梁检测作业平台的设计研究
| 论文题名： | 新型混合式桥梁检测作业平台的设计研究 |
| 关键词： | 桥梁检测;作业平台;结构设计;液压系统;抗倾覆稳定性 |
| 摘要： | 伴随物流和交通运输业的快速发展，桥梁的使用日愈频繁，对其承载能力和安全性的要求也越来越高。桥梁的大量竣工和频发的桥梁事故，使得对桥梁日常养护和检修成为今后需要长期面临的问题。桥梁检测作业平台作为能够高效、安全进行桥梁检修作业的大型设备，在桥梁检修业中将扮演越来越重要的角色。 为满足桥梁检修过程对专用设备的需求，在结合对现有折叠式和桁架式桥梁检测作业平台结构和功能分析的基础上，本文提出对综合性能更为完善的新型桥梁检测作业平台进行设计研究。 对新型桥梁检测作业平台的研究，首先是功能分析提出了初步方案，运用TRIZ理论中的冲突解决原理，对方案中存在的垂直检测和越障等功能冲突进行求解，得到了包含桁架和箱型梁结构的混合式桥梁检测作业平台的设计方案。 根据设计方案，结合实测的桥梁数据，对决定混合式桥梁检测作业平台主要功能实现的主臂和垂直臂等结构进行了设计计算，并对驱动支臂运动的液压系统进行了规划和分析。为验证设计的有效性，本文选取综合受载较大的主臂，对其结构进行分析和优化。对主臂的有限元静力学分析运用了ANSYSWorkbench软件，在工况分析、网格划分、施加载荷和有限元模型求解后，验证了主臂的结构强度满足设计要求，但其体积分布有待优化。主臂的体积分布优化是基于变密度法在Hypermesh中进行的拓扑和求解，实现主臂体积分布优化的同时，减少了其对倾覆力矩的影响。 受倾覆力矩的影响，本文从静态和动态对对混合式桥梁检测作业平台的抗倾覆稳定性进行了研究。静态抗倾覆稳定性的分析是运用移动式设备常用的抗倾覆稳定性分析的力矩平衡法，通过分别求解稳定力矩和倾覆力矩，确定了一定安全系数下所需的稳定性配重;整机的动态抗倾覆稳定性是借助动力学分析软件ADAMS进行的，通过建立仿真模型，仿真具有典型性的支臂系统展开过程，得出了整机的质心轨迹与倾覆线的位置关系，验证了整机在动态上同样具有抗倾覆稳定性。通过对混合式桥梁检测作业平台抗倾覆稳定性的研究，进一步验证了该结构方案的可行性。 |
| 作者： | 葛衍冉 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王志;张进生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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