SF33900重型矿山电动轮自卸车前桥结构改进及整车性能分析

论文摘要

随着我国国民经济的高速稳步发展,大型露天矿山的建设方兴未艾,作为主要运输工具的重型矿用自卸车的采用迅速增长,使得重型矿用自卸车的运动特性分析日渐成为研究所必需解决的问题之一。由于客观原因的限制,实车道路试验的条件不成熟,采用计算机进行虚拟实现则可以在自卸车开发和革新中使样车试制、试验次数减少到最低限度。因此,研究重型矿用自卸车运动特性,具有重要的理论意义和应用价值。自卸车运动特性的定量分析与研究,结构参数的优化设计,在很大程度上都依赖于自卸车运动学模型和动力学模型的建立的精确度,而其中参数数值的准确定量对其影响又是不言而喻的。本文首先确定SF33900重型矿用自卸车的整车性能与结构参数,并对油气悬架的刚度和阻尼进行分析和计算,然后重点对前桥结构进行优化、改型以提高油气悬架的使用寿命,并根据该车实际运行的路况设计了几种极限工况来验证其极限行驶能力以及各部件的受力情况。采用UG软件中的运动学分析模块建立自卸车运动学模型,添加载荷和定义路面,然后根据运动学分析的研究需要定义几种极限工况,调用ADAMS求解器进行运动学和动力学分析求解,最后分析计算结果,指出自卸车存在运动干涉的部位以及干涉量的具体数值,在此基础上,对运动干涉现象进行优化设计,给出修改方案。在ADAMS软件环境下建立仿真模型对该车进行了分析计算,确定该车性能基本符合要求。并对其性能进行评价,对不理想的情况进行分析并提出改进方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 重型电动轮矿用自卸车技术发展趋势
• 1.3.1 大型化
• 1.3.2 智能化
• 1.3.3 设计方法现代化
• 1.3.4 电机牵引交流化
• 1.4 课题来源及意义
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第2章 多体动力学理论
• 2.1 多体系统动力学研究状况
• 2.1.1 多体系统动力学研究现状
• 2.1.2 多体系统动力学研究的发展
• 2.2 多体系统建模理论
• 2.3 多体系统动力学的研究方法
• 2.3.1 多刚体系统动力学的研究方法
• 2.3.2 柔性多体系统动力学研究方法
• 2.4 多体系统动力学数值求解
• 2.5 计算多体系统动力学建模与求解一般过程
• 2.6 本章小结
• 第3章 SF33900 前桥结构改进及整车模型的建立
• 3.1 前桥结构改进设计
• 3.1.1 仿真分析
• 3.1.2 仿真结果分析
• 3.2 油气悬架特性分析
• 3.2.1 概述
• 3.2.2 油气悬架的结构型式
• 3.2.3 悬架的刚度特性和阻尼特性的计算流程
• 3.2.4 SF33900 悬架刚度和阻尼的计算
• 3.2.5 油气悬架阻尼计算
• 3.2.6 悬架刚度特性和阻尼特性分析
• 3.3 多体系统动力学模型的建立
• 3.3.1 整车尺寸参数
• 3.3.2 质量特性参数
• 3.3.3 各个部件之间约束关系的施加
• 3.3.4 悬架参数
• 3.3.5 轮胎参数
• 3.3.6 路面的建立
• 3.4 本章小结
• 第4章 SF33900 电动轮自卸车运动学分析
• 4.1 运动学分析方法的确定
• 4.2 整车运动学模型建立
• 4.3 机构载荷的添加
• 4.4 干涉的定义
• 4.5 工况设计
• 4.6 运动学仿真分析
• 4.6.1 右边轮胎陷进凹坑，然后左边轮胎遇到凸台
• 4.6.2 右前轮陷进凹坑，同时左后轮遇到凸台
• 4.6.3 左轮陷进凹坑，同时右轮通过凸台
• 4.6.4 前悬架一边拉伸另一边压缩到极限位置
• 4.6.5 后悬架拉伸压缩到极限位置
• 4.6.6 干涉分析及改进建议
• 4.7 本章小结
• 第5章 SF33900 电动轮自卸车整车性能分析
• 5.1 工况的设计
• 5.2 仿真分析
• 5.2.1 满载时上坡转弯行驶工况
• 5.2.2 满载时下坡转弯行驶工况
• 5.2.3 凸台凹坑极限工况
• 5.2.4 满载时的转向回正性能
• 5.2.5 转向回正仿真
• 5.2.6 仿真结果分析
• 5.2.7 满载时的稳态回转仿真
• 5.2.8 稳态转向仿真
• 5.2.9 仿真结果评价
• 5.3 本章小结
• 结论
• 1.论文主要研究工作及结论
• 2.论文的特色与创新
• 3.进一步展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读学位期间发表的学术论文目录）