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伸缩臂参数化建模及失效仿真计算平台研发

作　者: 高广恒
导　师: 徐格宁
学　校: 太原科技大学
专　业: 机械工程
关键词: 伸缩臂 参数化 最优截面 二次开发
分类号: TH21
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 2次
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内容摘要


实腹式伸缩臂在汽车起重机、全路面起重机和高空作业平台中得到了广泛应用。随着伸缩臂的节数增多、长度增长、起重量增大，伸缩臂产品的系列化程度越来越高，同系列产品设计过程中必然存在相似结构，即指结构具备种类相同而具体数值不同的结构参数。这些相似结构在进行分析计算时的流程也是一样的，因此，对于系列化产品的结构设计和结构校验完全可以将设计流程程序化，设计过程参数化，以避免相似结构设计中的重复性工作，实现提高产品设计过程中的工作效率。紧紧围绕这个目的，本文首先从建立伸缩臂数学模型入手较详细地研究了载荷处理方式对计算结果的影响，并对影响臂架屈曲承载能力的四种因素进行了分析；探索研究了不同截面形式相等质量模型的获得方法及不同工况下的最优截面形式，为伸缩臂的设计提供截面参考。其次将参数化有限元建模、载荷施加及求解融为一体，借助二次开发的仿真计算软件完成了三种截面形式、多节数、多工况下的伸缩臂有限元分析，解决了多工况分析下重复建模的问题，实现了快速设计的目的。最后以实际工程应用为例，验证了软件平台的实用性和可行性。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
主要符号表  10-11
第一章 绪论  11-15
  1.1 引言  11
  1.2 伸缩臂国内外研究  11-12
    1.2.1 伸缩臂的国内外研究现状  11-12
    1.2.2 伸缩臂结构的现代化设计  12
  1.3 课题的背景和意义  12-13
  1.4 论文的主要研究内容  13-15
第二章 伸缩臂架数学模型的建立与力学性能分析  15-27
  2.1 伸缩臂架受力分析  15-17
    2.1.1 伸缩臂架在变幅平面内受力分析  15-16
    2.1.2 伸缩臂在回转平面内受力分析  16-17
  2.2 伸缩臂力学模型的简化  17-23
    2.2.1 载荷处理方式研究  17-22
    2.2.2 结果对比  22-23
  2.3 伸缩臂承载能力影响因素研究  23-26
    2.3.1 失效原因分析  23
    2.3.2 承载能力计算  23-24
    2.3.3 影响因素权重分析  24-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章 伸缩臂参数化建模及模型简化研究  27-39
  3.1 伸缩臂结构  27-29
    3.1.1 伸缩臂截面类型介绍  27-28
    3.1.2 伸缩臂结构介绍  28-29
  3.2 结构弹性稳定性影响研究  29-32
  3.3 建立伸缩臂参数化模型  32-35
    3.3.1 参数化技术介绍  32
    3.3.2 参数化设计原理与实现步骤  32-33
    3.3.3 建立参数化模型  33-35
  3.4 加载和约束  35-38
    3.4.1 载荷计算  35-37
    3.4.2 施加载荷  37
    3.4.3 添加约束  37-38
  3.5 本章小结  38-39
第四章 截面特性研究  39-63
  4.1 重量相等模型的获得  39-44
    4.1.1 定义臂架截面参数  39-40
    4.1.2 获得等净面积臂架截面  40-44
  4.2 模型有限元分析  44-48
    4.2.1 模型强度分析  45-46
    4.2.2 模型刚度分析  46-47
    4.2.3 模型稳定性分析  47-48
  4.3 最优截面形式的研究  48-61
    4.3.1 圆角四边形截面优化  49-53
    4.3.2 U 形截面优化  53-57
    4.3.3 椭圆形截面优化  57-61
  4.4 本章小结  61-63
第五章 仿真计算平台软件研发  63-77
  5.1 软件设计目的  63
  5.2 软件总体设计  63-67
    5.2.1 软件设计功能详解  63-64
    5.2.2 软件功能的实现  64-65
    5.2.3 VC++6.0 对 ANSYS 的封装技术  65-67
  5.3 工程案例  67-76
    5.3.1 软件运行环境  67-68
    5.3.2 软件使用步骤  68-72
    5.3.3 失效形式分析  72-76
  5.4 本章小结  76-77
第六章 结论  77-79
参考文献  79-83
致谢  83-85
攻读学位期间发表的学术论文目录及参与项目  85-86

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 起重机械与运输机械 > 起重机械
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