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平衡冲击压路机车架有限元分析与研究
| 论文题名： | 平衡冲击压路机车架有限元分析与研究 |
| 关键词： | 平衡冲击压路机;冲击轮荷载;车架;有限元分析;模态分析;瞬态动力学 |
| 摘要： | 平衡冲击压路机是“基于势能的机械设计节能方法”设计的节能新产品,由于该产品的车架在高速作业过程中不仅要承受周期性变化的较大牵引力和四个冲击轮的荷载,而且工况恶劣、使得受力复杂特殊,所以车架成为保证平衡冲击压路机正常工作的关键部位。本论文结合工程理论与实际,利用有限元技术对其车架的力学性能进行了评估,并对车架提出了改进方案。 论文首先应用Pro/ENGINEER和ANSYS建立了平衡冲击压路机车架的有限元模型。在此模型基础上,对车架在五种工况下做了静态分析,找出了车架受力的关键位置；结合路面激励、冲击轮冲击、牵引力水平激励及发动机振动对车架动态性能的影响,对车架进行了模态分析,为车架结构改进提供了理论依据；运用达朗贝尔原理对冲击轮运动所需的牵引力进行了理论计算,并利用MATLAB对车架牵引力进行了数值模拟,确定了平衡冲击压路机在12km/h的作业速度下,车架在不同时刻的受力状况；进而通过在ANSYS中建立载荷步文件对车架进行了瞬态动力学分析,得到了车架重要部位的位移响应和应力响应。理论计算及分析表明:平衡冲击压路机车架结构设计基本合理；但在转场工况下车架局部位置有应力集中；外部激励可能引起车架共振使其后车架尾部发生局部变形；在作业工况下,车架的连接耳板附近有瞬时的较大变形和应力。 基于上述分析,本文提出了车架改进方案,并对改进车架进行了相应的静态、模态以及瞬态动力学分析。工业试验和分析结果表明,改进车架满足压实作业要求,车架的变形及应力分布状况均有所改善,提高了车架安全系数和寿命。同时,本文对平衡冲击压路机的总牵引力曲线进行了模拟,为该机系列产品(45kJ平衡冲击压路机、自行式平衡冲击压路机)的进一步研究开发和工程应用提供了详实依据。 |
| 作者： | 王刚锋 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 车胜创;成建联 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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