铁路跨越安全防护装备结构优化及动力学性能分析
发布时间：2023-02-13 14:42
在架设电力线路时,经常出现新建的电力线路和已有的铁路线路等交叉的状况,随着我国基础设施的发展,这种交叉跨越的情况将会成为新常态,根据相关部门规定,在进行铁路跨越施工时,需要对铁路进行安全防护。目前在架空输电线跨越铁路中,通常采用人力在铁路的两侧搭设脚手架,通过在顶端拉设防护网的方式来对铁路进行防护,这种防护方式施工复杂且安全不能得到保证,所以亟需一种自动化跨越设备来保障跨线时的施工安全,并降低施工难度。本文探讨了现有的各种铁路跨越安全防护方案,以现有的新型铁路跨越安全防护方案为基础,对铁路跨越安全防护装备进行了全面的优化设计研究。本文以机械设计以及相关铁路规范等为基础,对装备的工作流程、驱动部件的运动轨迹进行了优化,并对装备的桁架结构、回转结构和底座支腿结构等关键部件进行了优化设计和选型理论计算,并利用SOLIDWORKS建立了装备整机的数字样机模型,为动力学仿真和静力学分析提供参考。本文以《钢结构设计规范》、《起重机设计规范》为理论参考,对装备在危险工况的抗倾覆稳定性做了分析;利用ADAMS建立了装备的动力学模型,结合优化后的工作流程和运动轨迹,模拟了装备单机的工作过程,得到了装备工...
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景、研究目的及意义
1.1.1 课题背景
1.1.2 课题研究目的及意义
1.2 跨线施工安全防护的发展现状
1.3 该领域相关研究现状
1.4 本文的主要研究内容
第2章 铁路跨越安全防护装备的总体方案优化
2.1 铁路跨越安全防护装备的工作流程优化
2.2 铁路跨越安全防护装备的运动轨迹规划
2.2.1 装备轨迹规划的意义
2.2.2 装备轨迹规划的方法及性能相关指标分析
2.2.3 多项式插值法
2.2.4 含抛物线过渡的线性插值法
2.3 本章小结
第3章 关键部件的优化设计及抗倾覆稳定性研究
3.1 铁路跨越安全防护装备总体结构优化简介
3.2 装备桁架结构的优化设计
3.2.1 桁架结构总体分析
3.2.2 副塔相关结构的优化分析
3.2.3 横梁的结构优化分析
3.2.4 主塔的结构优化分析
3.2.5 防护网
3.3 装备主机架与支腿的优化设计
3.4 装备抗倾覆稳定性研究
3.4.1 主要风载的计算
3.4.2 回转装置配重的计算
3.5 装备回转部分的优化设计
3.5.1 回转支承的校核
3.5.2 回转阻力矩的计算
3.5.3 回转装置的优化
3.6 本章小结
第4章 多体动力学仿真及铰点优化
4.1 装备运动曲线的计算
4.1.1 主塔起竖动作
4.1.2 横梁起竖动作
4.1.3 副塔起竖装置起竖动作
4.1.4 横梁副塔伸出以及回转驱动的运动曲线
4.2 装备多刚体动力学仿真
4.2.1 ADAMS简介
4.2.2 支腿受力分析
4.2.3 虚拟样机模型的建立
4.2.4 载荷、约束及驱动的定义
4.2.5 重心轨迹的提取
4.2.6 支腿的受力分析
4.3 装备油缸铰点优化
4.3.1 回转装置铰点优化分析
4.3.2 副塔起竖装置铰点优化分析
4.4 装备主要油缸的校核
4.4.1 主塔变幅油缸的校核
4.4.2 横梁变幅油缸的校核
4.4.3 副塔变幅油缸的校核
4.4.4 支腿油缸校核
4.5 本章小结
第5章 装备主要结构的静力学分析及刚柔耦合
5.1 有限元模型的建立和简化
5.2 主塔强度分析
5.2.1 主塔初始状态强度分析
5.2.2 副塔竖起工况主塔强度分析
5.3 横梁强度分析
5.3.1 横梁一级强度分析
5.3.2 副塔未竖起时横梁二级强度分析
5.3.3 副塔竖起后横梁二级强度分析
5.4 其余部件的强度分析
5.4.1 回转装置强度分析
5.4.2 副塔起竖装置强度分析
5.4.3 支腿主体强度分析
5.5 刚柔耦合动力学仿真
5.5.1 柔性体建模方法
5.5.2 准备阶段
5.5.3 天窗点阶段
5.6 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
本文编号：3741911
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景、研究目的及意义
1.1.1 课题背景
1.1.2 课题研究目的及意义
1.2 跨线施工安全防护的发展现状
1.3 该领域相关研究现状
1.4 本文的主要研究内容
第2章 铁路跨越安全防护装备的总体方案优化
2.1 铁路跨越安全防护装备的工作流程优化
2.2 铁路跨越安全防护装备的运动轨迹规划
2.2.1 装备轨迹规划的意义
2.2.2 装备轨迹规划的方法及性能相关指标分析
2.2.3 多项式插值法
2.2.4 含抛物线过渡的线性插值法
2.3 本章小结
第3章 关键部件的优化设计及抗倾覆稳定性研究
3.1 铁路跨越安全防护装备总体结构优化简介
3.2 装备桁架结构的优化设计
3.2.1 桁架结构总体分析
3.2.2 副塔相关结构的优化分析
3.2.3 横梁的结构优化分析
3.2.4 主塔的结构优化分析
3.2.5 防护网
3.3 装备主机架与支腿的优化设计
3.4 装备抗倾覆稳定性研究
3.4.1 主要风载的计算
3.4.2 回转装置配重的计算
3.5 装备回转部分的优化设计
3.5.1 回转支承的校核
3.5.2 回转阻力矩的计算
3.5.3 回转装置的优化
3.6 本章小结
第4章 多体动力学仿真及铰点优化
4.1 装备运动曲线的计算
4.1.1 主塔起竖动作
4.1.2 横梁起竖动作
4.1.3 副塔起竖装置起竖动作
4.1.4 横梁副塔伸出以及回转驱动的运动曲线
4.2 装备多刚体动力学仿真
4.2.1 ADAMS简介
4.2.2 支腿受力分析
4.2.3 虚拟样机模型的建立
4.2.4 载荷、约束及驱动的定义
4.2.5 重心轨迹的提取
4.2.6 支腿的受力分析
4.3 装备油缸铰点优化
4.3.1 回转装置铰点优化分析
4.3.2 副塔起竖装置铰点优化分析
4.4 装备主要油缸的校核
4.4.1 主塔变幅油缸的校核
4.4.2 横梁变幅油缸的校核
4.4.3 副塔变幅油缸的校核
4.4.4 支腿油缸校核
4.5 本章小结
第5章 装备主要结构的静力学分析及刚柔耦合
5.1 有限元模型的建立和简化
5.2 主塔强度分析
5.2.1 主塔初始状态强度分析
5.2.2 副塔竖起工况主塔强度分析
5.3 横梁强度分析
5.3.1 横梁一级强度分析
5.3.2 副塔未竖起时横梁二级强度分析
5.3.3 副塔竖起后横梁二级强度分析
5.4 其余部件的强度分析
5.4.1 回转装置强度分析
5.4.2 副塔起竖装置强度分析
5.4.3 支腿主体强度分析
5.5 刚柔耦合动力学仿真
5.5.1 柔性体建模方法
5.5.2 准备阶段
5.5.3 天窗点阶段
5.6 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
本文编号：3741911
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3741911.html
