折臂式擦窗机整机的动态分析

论文摘要

擦窗机是主要应用于建筑物外墙的清理、维护和装修的机械。近年来随着我国城市化建设的不断发展,高层建筑的不断增加,擦窗机的市场需求也日益扩大。从主要依靠国外进口开始转向自主研发擦窗机。但是国内目前的设计方法多是借鉴国外的相关产品,采用传统的理论计算,在静态条件下对擦窗机个别工况进行相关结构分析,存在有考虑问题不全,计算结果误差较大等一系列问题。本文在擦窗机研制过程中引入虚拟样机技术并进行动态仿真,分析擦窗机各机构在工作过程中的运行状态和受力情况,利用仿真输出参数和结果,验证擦窗机工作状态并作为擦窗机设计改进的参考。所做的主要工作如下：1.利用三维实体造型软件Pro/E和机械系统动力学分析软件ADAMS之间的数据转换接口技术,以CD250型复合折臂式擦窗机为研究对象,建立擦窗机的虚拟样机模型。2.对擦窗机虚拟样机进行刚体动力学仿真分析,输出吊篮的运动曲线和主要铰点受力曲线,以此分析擦窗机的运动参数是否在合理的范围之内,确定擦窗机工作时的危险工况并获得相关数据,作为擦窗机结构分析的重要依据。对擦窗机调平机构的工作效果进行仿真分析。3.利用有限元分析软件ANSYS与机械系统动力学分析软件ADAMS之间的数据转换接口技术,对擦窗机折臂进行柔性化处理。建立擦窗机刚柔混合模型,进行刚柔混合仿真分析,并与刚性模型的仿真结果对比,分析柔性体变形对擦窗机运动和受力产生的影响。本文的研究成果将为高性能擦窗机的设计与分析提供一定的科学依据和理论参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景与意义
• 1.2 国内外的相关研究现状
• 1.3 机械系统的动态分析与虚拟样机技术
• 1.3.1 机械系统的动态分析
• 1.3.2 虚拟样机技术及其应用
• 1.4 论文研究的主要内容
• 第2章 擦窗机概述及样机介绍
• 2.1 擦窗机概述
• 2.2 样机结构组成
• 2.3 样机主要技术参数
• 2.4 样机工作流程
• 第3章 擦窗机动态分析模型的建立
• 3.1 ADAMS软件介绍
• 3.1.1 ADAMS的基本功能与组成模块
• 3.1.2 ADAMS软件的特点
• 3.1.3 ADAMS的运动学与动力学基础理论简介
• 3.1.4 ADAMS仿真分析基本步骤
• 3.2 Pro/E与ADAMS的数据接口
• 3.2.1 Parasolid文件的输出
• 3.2.2 Parasolid文件的导入
• 3.3 擦窗机虚拟样机模型的建立
• 3.3.1 独立运动构件的建立
• 3.3.2 仿真起始位置的确定
• 3.3.3 构件约束的建立
• 3.3.4 驱动的添加
• 3.3.5 整体模型的检验
• 3.3.6 擦窗机仿真模型的自由度计算
• 3.4 本章小结
• 第4章 擦窗机虚拟样机的动态仿真
• 4.1 实际工况驱动函数的建立
• 4.1.1 主吊臂与立柱铰点驱动
• 4.1.2 折臂支撑与主吊臂铰点驱动
• 4.1.3 油缸驱动
• 4.1.4 小吊臂与下支撑铰点驱动
• 4.2 擦窗机的动态仿真
• 4.2.1 吊篮的速度、加速度分析
• 4.2.2 主吊臂转动副处的力学分析
• 4.2.3 折臂转动副处的力学分析
• 4.2.4 调平机构的动态分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 擦窗机的刚柔混合动态仿真
• 5.1 建立柔性体的基本方法
• 5.2 折臂柔性体模型的建立
• 5.2.1 ANSYS软件简介
• 5.2.2 折臂模态中性文件的生成
• 5.2.3 折臂模态中性文件的导入
• 5.3 擦窗机刚柔混合仿真模型的建立
• 5.3.1 柔性折臂与刚性折臂的替换
• 5.3.2 刚柔混合模型的检验
• 5.4 擦窗机的刚柔混合仿真
• 5.4.1 刚柔混合模型的静态仿真
• 5.4.2 刚柔混合模型的动态仿真
• 5.5 本章小结
• 总结与展望
• 总结
• 展望
• 参考文献
• 致谢