拉臂式垃圾车仿真分析与优化设计

论文摘要

随着科技的发展和社会的进步，城市人口越来越多，导致城市生活垃圾越来越多。为了给人们创造出优美、舒适的工作、学习和生活环境，就必须对各种生活垃圾进行快速、高效的运输和处理，此时我们就需要一些大型的自动化环卫机械设计来帮忙。车厢可卸式拉臂车是一种高效、便捷的垃圾运输车辆，它可以很方便地实现垃圾自卸和垃圾箱自动装卸的功能。这种车辆在西方发达国家的城市已经非常普遍，而且设计制造技术比较成熟，然而，在我们国家起步比较晚，八十年代才开始引进，产品研制主要采用测绘和经验取值方法，技术比较落后。本文对海德某型号拉臂式垃圾车进行动态仿真分析和优化设计。通过SolidWorks建立三维实体模型，导入ADAMS对基本的工作状态进行多体动力学仿真，求得各关键铰接点载荷数值；然后以此为载荷条件，在ANSYS Workbench中建立有限元模型，对各个工作过程进行瞬态有限元分析，得出拉臂结构各部分的应力、应变分布情况。然后对应力值较大的拉臂机构L形折弯处进行修改，让结构更加合理，降低应力效果比较明显；对车厢结构进行了局部的修改，增大了最小拉臂转角，有效地为了降低拉箱过程举升油缸的最大拉力。这样利用ADAMS和ANSYS workbench虚拟样机技术，缩短产品研制周期，提高产品质量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外现状
• 1.3 现代机械设计方法简介
• 1.3.1 计算机辅助设计（CAD）
• 1.3.2 计算机辅助工程（CAE）
• 1.3.3 虚拟样机技术
• 1.3.4 机械优化设计
• 1.4 本课题研究目的和意义
• 1.5 本文的研究思路和主要内容
• 1.5.1 研究思路
• 1.5.2 研究内容
• 第2章 拉臂车动态仿真分析
• 2.1 虚拟样机技术
• 2.1.1 多刚体系统动力学方法
• 2.1.2 ADAMS软件介绍
• 2.2 拉臂式垃圾车总体结构
• 2.3 拉臂式垃圾车工作方式
• 2.3.1 模型假设
• 2.3.2 机械系统建模和约束条件的设置
• 2.3.3 液压系统建模
• 2.4 仿真分析
• 2.4.1 装箱过程的仿真模拟结果
• 2.4.1.1 油缸作用力分析
• 2.4.1.2 固定座与联动架连接销作用力
• 2.4.1.3 拉臂钩作用力分析
• 2.4.1.4 滚轮上的作用力
• 2.4.2 卸箱过程的仿真模拟结果
• 2.4.2.1 油缸作用力分析
• 2.4.2.2 固定座与联动架连接销作用力
• 2.4.2.3 拉臂钩作用力分析
• 2.4.2.4 滚轮上的作用力
• 2.4.3 卸货过程的仿真模拟结果
• 2.4.3.1 油缸、固定座与联动架连接销、联动架与副车架连接销作用力分析
• 2.4.3.2 拉臂钩头的作用力
• 2.4.3.3 后滚轮上的作用力
• 2.5 利用ADAMS/View的仿真模拟分析小结
• 第3章 拉臂结构有限元分析
• 3.1 有限元分析概述
• 3.1.1 有限元基本理论
• 3.1.2 有限元分析基本过程
• 3.1.3 有限元分析的发展趋势
• 3.1.4 ANSYS与Workbench简介
• 3.2 拉臂机构几何模型的建立
• 3.3 建立有限元模型
• 3.3.1 单元类型的确定
• 3.3.2 定义实常数
• 3.3.3 定义材料属性
• 3.3.4 划分网格
• 3.3.5 约束条件的设置
• 3.3.6 小结
• 3.4 拉臂机构有限元分析
• 3.4.1 拉箱过程有限元分析
• 3.4.1.1 拉箱过程约束条件和载荷的施加
• 3.4.1.2 有限元分析结果
• 3.4.2 卸箱过程有限元分析
• 3.4.2.1 约束和载荷的施加
• 3.4.2.2 有限元分析结果
• 3.4.2.3 拉臂结构局部修改
• 3.4.3 卸货过程有限元分析
• 3.4.3.1 约束和载荷的施加
• 3.4.3.2 有限元分析结果
• 3.4.4 有限元分析总结
• 第4章 垃圾箱结构尺寸的修改
• 4.1 结构优化设计简介
• 4.2 具体的优化分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录1 攻读学位期间发表的学术论文目录