后装压缩式垃圾车压缩装置设计研究与仿真分析

论文摘要

本文是围绕广西自然科学基金资助项目“城市生活垃圾压缩特性研究及垃圾压缩机构创新设计”展开的。压缩装置是后装压缩式垃圾车的核心、关键部件之一,其性能直接关系到垃圾车的装填容积和整车质量等,课题研究目的是揭示压缩装置的特性及其相关参数对装置性能的影响,设计出适合我国国情的高压缩比、可靠性好且结构简单合理的压缩装置。论文的主要工作如下:1、通过压缩装置型式的综合分析和方案的优选,确定了压缩机构的最终方案,对关键参数进行了具体设计与计算;针对装填角的大小对垃圾的压缩程度和垃圾车的装载量有着至关重要的影响等,使用ADAMS宏命令等,创建ADAMS下的11个参数化虚拟样机仿真模型,通过计算、仿真和综合评价确定了压缩装置的装填角为48°。2、根据运动功能要求,对刮板机构进行了优化设计,确定了相关参数的具体值;对装填角为48°的参数化模型进行设计研究与参数优化,最终确立了各个关键结构点的参数值。3、借助Pro/E和AutoCAD工具,设计了该装置的全套图纸和完整的虚拟样机模型,并将虚拟样机模型导入到ADAMS中进行了仿真分析,获得了运动学与动力学仿真结果;同时为压缩装置关键部件的有限元分析提供了载荷数据。4、在ANSYS软件中建立刮板的有限元分析模型,获得刮板在4种工况下的变形与应力结果,结合分析结果对刮板进行了局部调整和改进;最后利用ANSYS分析了各工作液压缸选型的正确性。上述分析的相关方法和结论,有助于后装压缩式垃圾车的工程设计与改进,对产品的研发和提高产品质量有着重要指导意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 后装压缩式垃圾车的发展概况
• 1.1.1 压缩式垃圾车研究与使用现状
• 1.1.2 垃圾车压缩装置的发展趋势
• 1.2 虚拟样机技术与垃圾车压缩装置的研发
• 1.2.1 虚拟样机技术的先进性
• 1.2.3 虚拟样机技术与垃圾车压缩装置的研发
• 1.3 课题的目的和意义
• 1.4 本文的主要内容与方法
• 1.4.1 主要内容
• 1.4.2 研究方法
• 第二章 后装压缩式垃圾车压缩装置型式分析与方案选定
• 2.1 压缩装置在后装压缩式垃圾车上的总体布置
• 2.2 压缩装置型式综合分析与方案优选
• 2.2.1 压缩装置型式的综合分析
• 2.2.2 滑动刮板式压缩装置方案的选定
• 2.2.3 滑板式压缩装置的工作流程
• 第三章 滑板式压缩装置装填角的确定
• 3.1 计算分析要点
• 3.2 相关参数的预选
• 3.3 液压系统额定压力的计算
• 3.4 装填角的初步计算
• 3.5 基于ADAMS的参数化模型装填角的仿真
• 3.5.1 建模的简化过程
• 3.5.2 建立参数化仿真模型
• 3.5.3 检验模型
• 3.6 仿真结果与分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 压缩机构关键参数的优化
• 4.1 压缩机构参数优化的目的
• 4.2 实现参数优化的技术方法
• 4.3 刮板机构参数的优化设计
• 4.3.1 压缩机构的数学模型
• 4.3.2 刮板机构运动分析
• 4.3.3 设计变量的确定
• 4.3.4 目标函数的建立
• 4.3.5 约束函数的建立
• 4.3.6 优化计算与结果
• 4.4 基于ADAMS的参数化模型试验研究与优化
• 4.4.1 设计研究
• 4.4.2 优化设计
• 4.5 参数化模型的优化结果
• 4.6 液压工作油缸选型
• 4.7 本章小结
• 第五章 压缩装置虚拟样机模型的仿真分析
• 5.1 基于Pro/E的压缩装置完整几何建模
• 5.1.1 机构零部件的实体造型与总装配
• 5.1.2 装配模型的检验
• 5.1.3 二维平面视图的生成与绘制
• 5.2 在ADAMS中导入仿真几何模型
• 5.3 仿真与结果分析
• 5.3.1 运动学仿真结果
• 5.3.2 动力学分析结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 压缩装置关键部件的有限元分析
• 6.1 刮板有限元分析
• 6.1.1 有限元模型的建立
• 6.1.2 工况分析和加载
• 6.1.3 有限元分析与结果
• 6.1.4 结构的局部改进
• 6.1.5 结论
• 6.2 滑板与刮板液压缸有限元分析
• 6.2.1 液压缸模型的建立
• 6.2.2 液压缸的计算分析
• 6.2.3 结论
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 存在问题与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录