液压模块组合挂车装载问题研究及数字化平台开发

液压模块组合挂车装载问题研究及数字化平台开发

论文摘要

本文从某企业实际问题出发,以液压模块组合挂车装载问题为研究对象,研究了任意轴线液压模块组合挂车支架装载方式下支架跨距与装载质量的关系,并在此基础上开发了装载计算软件平台。平台的开发不仅给组合挂车用户装载提供指导,还提高了液压模块组合挂车的设计效率。由于液压模块组合挂车有时又称为平板车,因此论文首先论述了国内外液压模块组合挂车包括平板车在内的车辆研究和使用的现状,并对组合挂车装载问题研究状况进行了研究。结合企业实际需求对液压模块组合挂车支架装载方式下的装载问题进行研究,推导出任意轴线液压模块组合挂车装载时车架上任意位置弯矩计算公式,并提出用最大正弯矩和最大负弯矩两个参数来控制车架受到的弯矩载荷,从而控制组合挂车的装载量,最后根据车架上不同位置能承受的最大载荷绘制出载荷图。接下来,论文对典型液压模块组合挂车利用有限元方法对该车型的弯矩控制量进行标定。在标定的过程中,首先采用板壳单元和实体单元混合建模的方式建立整车有限元模型,在不影响计算精度的前提下,对组合挂车行走机构和接头处进行合理的简化。其次确定支架装载下5种典型工况,并在各种工况下进行加载计算。最后根据计算结果分析得到典型车辆弯矩控制参数,并根据该控制参数绘制出典型车辆的装载曲线图。最后根据企业要求开发液压模块组合挂车装载计算软件平台。在平台开发过程中,对装载计算平台的需求进行了全面分析,设计了平台功能数据流图,同时对平台运行时的数据流向进行研究。之后对平台开发进行了总体设计,确定了平台开发方式和开发语言,设计了平台各级功能模块。接下来,论文对平台的具体实现进行了研究,设计了各个功能模块的界面,对关键的数据传递模块、绘图模块和数据存取模块进行论述并给出相应的实现代码。本文的研究不仅解决企业实际问题,还提供了一种组合挂车设计工具,同时对车辆专业软件自主开发方面的研究提供了一种可行的方法,在解决同类问题时可作参考。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究背景和研究目的及意义
  • 1.1.1 研究背景
  • 1.1.2 研究目的和意义
  • 1.2 国内外概况研究
  • 1.2.1 国外概况研究
  • 1.2.2 国内研究概况
  • 1.3 主要研究内容
  • 第2章 液压模块组合挂车结构特点分析
  • 2.1 液压模块组合挂车整体结构
  • 2.2 液压模块组合挂车技术特点
  • 2.2.1 基于模块化的设计
  • 2.2.2 拼接形式多样化
  • 2.2.3 转向形式多样化
  • 2.2.4 全液压悬架系统
  • 2.3 影响液压模块组合挂车装载的因素
  • 2.3.1 车架
  • 2.3.2 轮胎与车速
  • 2.3.3 货物装载位置与货物质心高度
  • 第3章 液压模块组合挂车装载问题分析
  • 3.1 装载方式分析
  • 3.1.1 支架装载方式
  • 3.1.2 分布装载方式
  • 3.1.3 特殊装载方式
  • 3.2 组合挂车载荷承载能力的一般分析方法
  • 3.2.1 轴荷的计算
  • 3.2.2 车架纵梁强度校核
  • 3.3 支架装载方式计算分析
  • 3.3.1 任意轴线单跨装载车架横截面弯矩计算公式推导
  • 3.3.2 任意轴线双跨装载车架横截面弯矩计算公式推导
  • 3.3.3 典型车辆车架弯矩计算
  • 3.4 支架装载方式装载准则的确定
  • 3.5 特殊装载方式
  • 第4章 液压模块组合挂车装载问题有限元分析
  • 4.1 几何模型的建立
  • 4.1.1 几何建模方案确定
  • 4.2 单元的选择和网格划分
  • 4.2.1 单元类型的选择
  • 4.2.2 网格的划分
  • 4.3 位移边界条件分析及处理
  • 4.3.1 行走机构的处理
  • 4.3.2 接触非线性的线性化处理
  • 4.4 计算工况与载荷的确定
  • 4.4.1 计算工况的确定
  • 4.4.2 载荷的施加
  • 4.5 有限元计算结果分析
  • 4.6 车架控制参数的标定
  • 第5章 数字化装载计算平台系统需求分析及总体设计
  • 5.1 用户需求分析
  • 5.1.1 设计需求
  • 5.1.2 功能需求
  • 5.1.3 其它需求
  • 5.2 平台数据流设计
  • 5.2.1 基本系统模型
  • 5.2.2 系统数据流设计
  • 5.3 总体设计
  • 5.3.1 平台开发方式与开发环境的确定
  • 5.3.2 功能模块设计
  • 5.3.3 装载计算平台运行流程设计
  • 第6章 数字化装载计算平台开发实现及其应用
  • 6.1 平台界面设计
  • 6.1.1 首页界面设计
  • 6.1.2 计算界面设计
  • 6.1.2.1 单跨、双跨装载计算模块界面设计
  • 6.1.2.2 装载区域模块界面设计
  • 6.1.2.3 单跨弯矩计算模块界面设计
  • 6.1.2.4 保存建库模块界面设计
  • 6.2 平台具体实现
  • 6.2.1 数据对象分析
  • 6.2.2 数据结构与数据传递
  • 6.2.3 绘图模块
  • 6.2.4 车型数据的存储与读取
  • 6.3 平台的应用实例
  • 6.3.1 单跨支架装载计算
  • 6.3.2 双跨支架装载计算
  • 6.3.3 装载区域
  • 6.3.4 单跨通用弯矩计算
  • 6.3.5 保存建库模块
  • 第7章 总结与展望
  • 7.1 全文总结
  • 7.2 展望
  • 参考文献
  • 研究生期间发表的论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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