登高平台消防车臂架结构分析方法研究及优化

论文摘要

随着我国经济建设的发展,高层建筑日益增多,高层建筑的火灾发生频率也日益增加,对城市消防能力的要求越来越高。登高平台消防车作为一种集高空消防、高空洒水(喷射)、高空抢险救援、高空工程作业等功能于一体的综合型消防车,它的研究和设计工作也越来越迫切。本论文基于徐工集团徐州重型机械有限公司合作项目——登高平台消防车计算及建模软件开发,分别以DG42C、DG54C(DG表示登高,42/54表示最大作业高度为42/54米,C表示一个系列)型登高平台消防车进行了方案计算、详细计算和曲臂的运动学特征计算和曲臂变幅机构运动学仿真,优化在本文中体现在两个方面,一是根据分析结果对臂架结构的改进,另一个是曲臂变幅机构的优化。本文的主要研究内容如下:1、登高平台消防车方案阶段结构分析方法研究:在产品开发的方案阶段,如何快速的对臂架结构的性能做出分析和校核。2、登高平台消防车详细计算阶段结构分析方法研究:产品的三维模型已经基本成型,在这个阶段如何对结构的强度刚度进行校核。3、曲臂的运动学特征计算:曲臂变幅是通过曲臂变幅机构实现的,在曲臂的变幅过程中,计算各角度下曲臂的角速度和角加速度。4、曲臂的运动学模拟和优化:采用ADAMS软件对整个曲臂变幅机构进行运动学仿真,输出曲臂角速度和角加速度曲线,并对曲臂的角加速度进行优化。

论文目录

• 内容提要
• 第一章 绪论
• 1.1 登高平台消防车简介
• 1.1.1 登高平台消防车国外发展现状
• 1.1.2 登高平台消防车国内发展现状
• 1.1.3 登高平台消防车的发展趋势
• 1.2 有限元理论及ANSYS 简介
• 1.2.1 有限元法分析计算的思路
• 1.2.2 有限元的发展史
• 1.2.3 ANSYS 软件简介
• 1.3 登高平台消防车臂架结构分析方法研究现状
• 1.3.1 传统算法
• 1.3.2 有限元法
• 1.4 论文研究的目的和意义
• 第二章 方案阶段结构分析方法
• 2.1 方案计算介绍
• 2.1.1 方案计算的目的和意义
• 2.1.2 计算方法
• 2.2 DG42C 方案计算力学模型
• 2.2.1 主要连接处理说明
• 2.2.2 质量处理
• 2.2.3 载荷及边界
• 2.3 程序实现
• 2.4 计算结果及结果分析
• 2.4.1 四节臂端部运动轨迹
• 2.4.2 各节臂及曲臂强度
• 2.4.3 刚度和变形
• 2.4.4 油缸、板式链、拉板力
• 2.5 方案小结
• 2.5.1 有限元计算优点
• 2.5.2 本次计算的难点
• 2.5.3 DG42C 结构评价
• 第三章 臂架结构详细计算
• 3.1 详细计算的目的和方法
• 3.2 DG54C 详细有限元模型建立
• 3.2.1 主臂有限元模型
• 3.2.2 拐臂、曲臂及简化平台有限元模型
• 3.2.3 各节臂间连接关系处理
• 3.2.4 伸缩油缸及传动板式链处理
• 3.3 模型组装及加载计算
• 3.4 详细分析结果
• 3.4.1 强度结果
• 3.4.2 刚度和变形
• 第四章 曲臂运动学特征计算
• 4.1 曲臂运动学特征计算方法
• 4.1.1 计算公式推导过程
• 4.2 曲臂运动学计算结果及结果分析
• 4.2.1 曲臂的角速度和角加速度
• 4.2.2 曲臂端部平台的加速度
• 4.2.3 结果分析
• 第五章 曲臂的 ADAMS 运动学模拟及优化
• 5.1 ADAMS 软件简介
• 5.1.1 用户界面模块（ADAMS/View）
• 5.1.2 后处理模块（ADAMS/PostProcessor）
• 5.2 DG42C 曲臂ADAMS 模型
• 5.3 DG42C 曲臂ADAMS 运动学仿真结果
• 5.4 曲臂机构优化
• 5.4.1 ADAMS 优化分析功能介绍
• 5.4.2 定义设计变量和目标函数
• 5.5 优化结果
• 5.5.1 设计变量变化
• 5.5.2 目标函数变化
• 5.5.3 曲臂角速度和角加速度
• 5.6 ADAMS 仿真及优化小结
• 5.6.1 ADAMS 仿真的先进性
• 5.6.2 ADAMS 优化成果
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 致谢