神光组件拆装折叠式伸缩臂起重机设计与分析

发布时间：2017-04-09 12:00

  本文关键词：神光组件拆装折叠式伸缩臂起重机设计与分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文针对国家重大工程“神光Ⅲ”物理靶场的特殊环境需求，对一种折叠式伸缩臂起重机进行设计分析，该机具有缩回后整机尺寸小，工作幅度大，跨越障碍能力大，起重量大的特点，用于靶场光学组件的拆装，是一种特殊用途的起重机。 折叠式伸缩臂起重机由折展机构，回转装置，底盘系统，配重系统和液压系统组成。其折展机构由两节折叠臂和一节伸缩臂组成，每节折叠臂通过平行四边形机构带动一个小平台平动，在小平台的基础上布置上层组件，这样就实现了两节折叠臂变幅时末端只做平动，无俯仰，易于控制的特点。用Matlab遗传算法工具箱对变幅油缸铰点进行了优化辅助设计，提高了设计合理性。设计了配重系统随起重机回转同步回转，提高了起重机起重能力。设计了其液压油路。用Pro/E建立了三维模型，合理设计了各部分详细结构，通过CAD二维制图软件绘制了工程图。 通过Ansys命令流进行了起重机有限元模型的建立，对其进行了不同工况的静力学分析。得出结构的强度刚度不足的位置，，在对其进行改造，重新建模分析，来获得更加合理的设计。对两个小平台建立了整体分析基础上的子模型，并进行了拓扑优化，为材料的合理分布提供了理论基础。对整机进行了模态分析，获取其前六阶自然频率与振型信息，对于控制整机的噪音与防止共振有重要意义。 通过有限元素法对折展机构进行了动力学模型的建立，并通过Matlab软件进行了逆动力学的计算，得到了变幅时油缸力随时间变化的曲线。又在Adams里建立了动力学模型，进行仿真，得到与Matlab计算曲线相符的结果。用Ansys软件建立了伸缩臂的柔性体文件，导入到Adams里进行了刚柔耦合分析，了解了结构的柔性对机构运动的影响。
【关键词】：伸缩式折叠臂起重机 铰点优化 静力分析 逆动力学 刚柔耦合
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH218
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题的研究目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究与发展现状9-13
• 1.2.1 折叠式伸缩臂起重机械及装备的发展现状9-12
• 1.2.2 设计方法与理论的发展12-13
• 1.3 主要研究内容13-14
• 第二章 折叠式伸缩臂起重机总体方案设计14-21
• 2.1 整车组成与设计指标14-15
• 2.1.1 整车组成14
• 2.1.2 总体设计指标14-15
• 2.2 起重机总体方案和各部分方案的确定15-19
• 2.2.1 总体方案的确定15-16
• 2.2.2 各部分方案的确定16-19
• 2.3 本章小结19-21
• 第三章 折叠式伸缩臂起重机结构设计21-37
• 3.1 折展机构设计21-34
• 3.1.1 伸缩臂设计21-27
• 3.1.2 变幅油缸铰点优化设计27-30
• 3.1.3 双拉板平行四边形的设计30-31
• 3.1.4. 转台结构设计31-32
• 3.1.5 一节臂结构设计32-33
• 3.1.6 小平台结构设计33
• 3.1.7. 液压缸选型33-34
• 3.2 下车结构设计34-35
• 3.2.1 车架设计34
• 3.2.2 支腿系统的设计34-35
• 3.3 配重系统结构设计35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 整机结构静动态特性分析37-49
• 4.1 起重机结构静力分析37-44
• 4.1.1 有限元模型的建立37-41
• 4.1.2 模型加载与求解41-44
• 4.2 小平台子模型的建立与拓扑优化44-46
• 4.3 起重机动态特性分析46
• 4.4 本章小结46-49
• 第五章 折展机构动力学分析49-63
• 5.1 基于元素集成法的动力学建模49-54
• 5.1.1 等效单元49-50
• 5.1.2 折展机构动力学建模50-54
• 5.2 基于 Adams 的折展机构刚体动力学仿真54-57
• 5.2.1 Adams 软件简介54-55
• 5.2.2 Adams 动力学模型建立与仿真55-57
• 5.3 伸缩臂架刚柔耦合动力学仿真57-62
• 5.3.1 刚柔耦合分析理论57-58
• 5.3.2 柔性臂架的建模与分析58-62
• 5.4 本章小结62-63
• 结论63-64
• 参考文献64-68
• 致谢68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 章崇任;;LT300型折叠式伸缩臂起重机[J];工程机械文摘;1997年01期

2 田强;张云清;陈立平;覃刚;;柔性多体系统动力学绝对节点坐标方法研究进展[J];力学进展;2010年02期

3 曹继伟;精心挑选随车起重机[J];今日工程机械;2003年09期

4 ;Dynamic response analysis of a moored crane-ship with a flexible boom[J];Journal of Zhejiang University(Science A:An International Applied Physics & Engineering Journal);2008年01期

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本文编号：295180