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轮胎均匀性测试设备优化设计

作　者: 卢忠宇
导　师: 杭柏林
学　校: 青岛科技大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 轮胎均匀性稳定性校准优化有限元分析
分类号: TQ336.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 3次
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内容摘要

轮胎均匀性试验机是检测轮胎在负荷状态下圆周力学特性的专用设备,是轮胎生产商的必要检测设备。研发先进、可靠、检测精度高以及效率高的轮胎均匀性试验机一直是汽车生产企业和轮胎生产企业关注的重点,国家轮胎制造业的发展需要这样的设备,它是国家重点研究的产业化项目。本文对其核心工位测试工位的力学模型、测量原理和数据分析方法进行理论分析,在此基础上对主轴和机架进行了优化分析,并利用Ansys对其力学特性和振动特性进行模拟研究。另外本文还提出一种应用于轮胎均匀性试验机的全量程校准方法。首先,对现有轮胎均匀性试验机的测试工位进行受力分析,设计出替代液压装置的轮胎均匀性试验机的优化主轴模型；其次,利用Ansys软件将现有主轴模型和优化主轴模型进行对比分析,现有主轴的最大应力、最大位移和一阶共振频率分别为96MPa、04mm/m和693.6Hz,优化主轴的最大应力、最大位移和一阶共振频率分别为27.546MPa、0.015mm/m和235.4Hz。两种主轴方案的强度、刚度和固有频率均符合材料和传感器频率采集的要求,但优化主轴的整体性能均优于现有主轴,提高均匀性检测的重复精度。最后,提出全量程校准的整体方案,机械结构及安装要求的设计。并对测量的数据进行了分析和论证,利用最小二乘法思想确定了轮胎均匀性的全量程校准系数,提出了传感器定期验证的原理及方法。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
1 绪论  7-25
  1.1 研究背景及意义  7-11
  1.2 轮胎均匀性试验机国内外研究进展  11-24
  1.3 本文研究工作概述  24-25
    1.3.1 论文主要研究内容  24
    1.3.2 文章结构  24-25
2 轮胎均匀性试验机检测原理与检测工艺  25-34
  2.1 轮胎均匀性测试原理  25-27
    2.1.1 轮胎均匀性  25
    2.1.2 轮胎受力分析  25-26
    2.1.3 轮胎均匀性实现过程  26-27
  2.2 轮胎均匀性试验机的工艺介绍  27-29
  2.3 轮胎均匀性测量参数  29-32
    2.3.1 轮胎均匀性各指标参数  29-30
    2.3.2 轮胎均匀性测量参数的计算方法  30-32
  2.4 轮胎均匀性试验机的测试环境与测试要求  32-33
    2.4.1 测试环境  32
    2.4.2 测试要求  32-33
  2.5 本章小结  33-34
3 轮胎均匀性试验机主轴分析与优化  34-52
  3.1 轮胎均匀性试验机主轴力学分析  35
  3.2 主轴优化设计  35-39
  3.3 现有轮胎均匀性试验机主轴的有限元分析与研究  39-47
    3.3.1 有限元法的基本思想  39-40
    3.3.2 现有轮胎均匀性试验机下主轴的力学特性分析  40-45
    3.3.3 现有轮胎均匀性试验机主轴的振动特性分析  45-47
  3.4 主轴优化结构的有限元分析与研究  47-51
  3.5 本章小结  51-52
4 轮胎均匀性试验机机架的有限元分析与研究  52-59
  4.1 机架的力学特性分析  52-56
  4.2 机架的振动特性分析  56-58
  4.3 本章小结  58-59
5 轮胎均匀性校准方法的研究  59-68
  5.1 现有轮胎均匀性校准方法  59-63
    5.1.1 径向力校准  59-61
    5.1.2 侧向力校准  61-63
  5.2 全量程校准方法的研究  63-67
    5.2.1 方案设计  63-64
    5.2.2 结构原理图  64-65
    5.2.3 标准力传感器系数的校准  65-66
    5.2.4 输出值的验证  66-67
  5.3 本章小结  67-68
结论与展望  68-70
参考文献  70-73
致谢  73-74
附录  74-79
  附录一：现有轮胎均匀性试验机下主轴各向位移分布图  74-75
  附录二：优化设计下主轴各向位移分布图  75-76
  附录三：机架各向位移分布图  76-77
  附录四：轮胎均匀性试验机液压主要零部件明细  77-79
攻读学位其间发表的学位论文  79-80

轮胎均匀性测试设备优化设计

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