基于虚拟样机技术的桁架式桥梁检测车仿真与设计

论文摘要

随着国家对交通建设的不断投入,公路桥梁的数量迅速增加,桥梁设施的检测与维护也随之成为当务之急。桥梁检测车为桥梁检测和维护人员提供了高效、安全的平台。因此,桥梁检测车自身的作业稳定性至关重要,这意味着设计者必须在设计阶段就要考虑其作业稳定性。由于桥梁检测车造价昂贵,且对安全性要求较高,不可能进行多次物理样机的实验,将虚拟样机技术应用于桥梁检测车的设计,将可使设计人员在虚拟环境中模拟桥梁检测车作业情况,完成无数次物理样机无法进行的仿真试验并快速分析多种设计方案,直至获得系统级的优化设计方案。本文根据某桥梁检测车的初步设计图纸,利用SolidWorks软件对该桥梁检测车进行了三维实体建模和装配。通过Parasolid格式,把桥梁检测车的三维实体模型导入到ADAMS软件中,定义刚体,添加约束,施加驱动等形成桥梁检测车的虚拟样机模型。介绍了桥梁检测车展开作业的两种不同方式,对其两种展开作业过程进行了运动学仿真。在运动学仿真过程中,获得了桥梁检测车展开作业过程系统整体质心的轨迹。通过对系统整体质心轨迹的分析,初步校核了桥梁检测车的展开作业稳定性,并得到了桥梁检测车展开过程中作业稳定性的最不利位置。对两种展开作业方式进行了综合的比较。在一定安全系数下确定了保证桥梁检测车作业稳定性的最小平衡重,并对其进行了合理的布置。运用ADAMS软件对侧翻液压缸的布置进行了优化设计,减少了侧翻液压缸的工作压力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 虚拟样机技术介绍
• 1.1.1 虚拟样机技术的定义及内容
• 1.1.2 虚拟样机技术的实现
• 1.1.3 虚拟样机技术的应用
• 1.2 桥梁检测车简介
• 1.3 桥梁检测车国内外研制现状
• 1.4 本论文的主要研究内容
• 第二章 桥梁检测车虚拟样机模型的建立
• 2.1 SolidWorks 软件介绍
• 2.1.1 SolidWorks 软件简介
• 2.1.2 SolidWorks 软件的主要特点
• 2.2 多体系统动力学及ADAMS 软件介绍
• 2.2.1 多体系统动力学介绍
• 2.2.2 ADAMS 软件概述
• 2.2.3 ADAMS/View 简介
• 2.2.4 ADAMS/Solver 简介
• 2.2.5 ADAMS/PostProcessor 简介
• 2.3 桥梁检测车虚拟样机模型的建立
• 2.3.1 SolidWorks 与ADAMS 的数据交换
• 2.3.2 在ADAMS 中建立桥梁检测车虚拟样机模型
• 第三章 桥梁检测车展开作业仿真分析
• 3.1 桥梁检测车展开作业运动学仿真
• 3.1.1 桥梁检测车展开作业步骤介绍
• 3.1.2 桥梁检测车展开作业动作的ADAMS 实现
• 3.2 桥梁检测车作业展开过程中质心轨迹分析
• 3.2.1 桥梁检测车展开作业过程中质心轨迹记录程序
• 3.2.2 桥梁检测车展开作业过程中质心轨迹的分析
• 3.3 桥梁检测车平衡重的设计
• 3.3.1 确保桥梁检测车静态稳定性的平衡重质量的确定
• 3.3.2 平衡重的合理分配
• 3.4 桥梁检测车作业稳定性的支反力校核
• 3.5 外滑动体与底座连接处的受力测量
• 3.6 两种不同展开方法的对比
• 本章小结
• 第四章 侧翻液压缸参数的确定及优化设计
• 4.1 基于ADAMS 运动学仿真的液压缸负载力的测算
• 4.2 基于ADAMS 动力学仿真的侧翻液压缸负载力的确定
• 4.2.1 拉压弹簧阻尼器简介
• 4.2.2 基于ADAMS 动力学仿真的液压缸负载力的确定
• 4.3 侧翻液压缸的初步选型
• 4.4 侧翻液压缸布置的优化设计
• 4.4.1 简化模型的建立及参数化
• 4.4.2 优化设计过程及结果
• 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢