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新型混合臂式高空作业车工作臂有限元分析及改进设计
| 论文题名： | 新型混合臂式高空作业车工作臂有限元分析及改进设计 |
| 关键词： | 混合臂式高空作业车;工作臂;有限元分析;Pro/E软件;实体模型;ANSYS软件;技术改造 |
| 摘要： | 随着社会经济的发展，高空作业车作为一种大型工程机械应用日益广泛，对其中重要的组成部分——工作臂在材料、结构和性能等方面的要求也越来越高。相比国外而言，国内尚有一定差距。本文以国外新型混合臂式高空作业车的工作臂为研究对象，在实际工况下代用国产优质钢材，分析研究其结构强度和承载能力，并根据工程要求对其进行改进设计。 本文选取高空作业车在三节伸缩臂处于水平方向伸展最长状态，折叠臂为竖直方向伸展最高状态，这一特定极限工况进行研究。先利用Pro/E软件建立工作臂各构件的实体模型，对部分构件的重要尺寸参数化，并由底向上进行装配设计。然后将模型导入ANSYS进行有限元分析。分析采用先构件后整体的方式进行。单个构件采用“传递分析法”由上至下计算，与前一构件连接处的约束反力作为边界条件，以构件外部载荷和支反力的基本平衡为校核条件。由于构件之间约束关系主要有平面约束和销轴连接两类。这些约束在工作过程中存在着复杂的变化。为了获取精确的力学模型和计算结果，本文在比较了常见销轴连接处理方式之后，采取接触单元模拟销轴连接。对重点关注部位使用子模型技术。整体模型分析时，本文先采用实体单元与壳单元结合建模、节点自由度耦合的方法，后采用“定义接触法”分析。综合比较分析结果，确定工作臂的应力、应变范围和承载危险区域。实验加以证实。最后通过改进工作臂的结构尺寸，对扩大工作半径和作业高度提出可行性建议。 本课题的研究为实现结构特征的可靠精确量化分析积累了经验，为掌握该车的设计要点提供了理论依据，在促进该车的国产化水平和产品质量的提高上具有重要的意义。 |
| 作者： | 王辉 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈南 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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