多功能清雪车碾压磙工作机理及参数优化研究

论文摘要

冬季我国降雪天气十分常见。路面积雪结冰不仅容易引发交通事故，而且会造成公路交通中断、铁路停运、机场关闭，严重影响人民生活和工农业生产，给国家经济造成严重损失。目前，我国专业化的路面除冰设备还十分匮乏，研发适合我国国情的多功能清雪车具有十分重要的意义。本文以吉林大学与沈阳山河工程机械厂合作研究项目“多功能清雪车研发”为依托，主要进行以下几个方面的研究：(1)分析路面压实冰雪的物理力学性质及其破坏准则。(2)结合多功能清雪车牵引主机参数和除冰性能参数要求，在对比分析各种除冰装置的基础上，确定碾压式除冰装置为多功能清雪车的工作属具；对多功能清雪车和碾压磙的具体结构和参数进行设计；对碾压磙的运动和切线工作阻力进行计算和分析；在发动机和变矩器共同工作匹配计算的基础上，结合多功能清雪车牵引平衡和功率平衡，进行整车牵引特性分析。(3)研究碾压磙的工作机理，在研究单个刀具对压实冰雪破坏过程的基础上，对碾压磙的除冰过程进行理论分析；对碾压磙进行阻力分析和计算。(4)利用有限元软件对碾压磙刀具的除冰过程进行数值模拟。对比不同安装角时刀具的应力和变形情况，得出刀具安装角的优化结果。(5)进行多功能清雪车样机试验，测试清雪车的各项性能指标，检验清雪车的作业效果。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状和发展趋势
• 1.2.1 路面除冰技术的发展历程
• 1.2.2 国外路面除冰设备的研究现状
• 1.2.3 国内路面除冰设备的研究现状
• 1.2.4 路面除冰技术的发展趋势
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 路面压实冰雪物理力学性质
• 2.1 路面压实冰雪成因与影响因素
• 2.1.1 路面压实冰雪分类
• 2.1.2 路面压实冰雪成因
• 2.1.3 影响因素
• 2.2 路面压实冰雪力学性质
• 2.2.1 抗压强度
• 2.2.2 抗切强度
• 2.2.3 相关系数
• 2.3 压实冰雪破坏准则
• 2.4 本章小结
• 第3章 清雪车结构与牵引性能研究
• 3.1 技术参数
• 3.1.1 牵引主机参数
• 3.1.2 除冰作业性能参数
• 3.1.3 除冰装置性能对比分析
• 3.2 清雪车及碾压磙结构
• 3.2.1 清雪车结构组成
• 3.2.2 碾压磙结构及参数
• 3.3 碾压磙运动与工作阻力分析
• 3.3.1 运动分析
• 3.3.2 切线工作阻力分析
• 3.4 清雪车牵引性能
• 3.4.1 发动机与液力变矩器共同工作特性分析
• 3.4.2 牵引平衡和功率平衡
• 3.4.3 清雪车牵引特性
• 3.5 本章小结
• 第4章 碾压磙工作机理研究
• 4.1 碾压磙除冰过程理论分析
• 4.1.1 单个刀具除冰过程
• 4.1.2 整个碾压磙除冰过程
• 4.2 碾压磙阻力分析
• 4.2.1 单个刀具阻力分析
• 4.2.2 整个碾压磙阻力分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 碾压磙刀具除冰过程数值模拟
• 5.1 概述
• 5.2 有限元模型的建立
• 5.2.1 实体模型的建立
• 5.2.2 单元类型及材料模型选择
• 5.2.3 网格化分
• 5.2.4 定义接触、约束和加载
• 5.3 模拟结果及分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 多功能清雪车除冰试验
• 6.1 试验样机与场地
• 6.2 试验内容
• 6.3 试验结果分析
• 6.4 本章小结
• 第7章 全文总结
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
• 致谢
• 摘要
• Abstract