论文摘要
道路冷再生机是用于路面就地冷再生施工中的主导机械,可以在自然环境温度下就地连续地完成沥青材料的铣刨、破碎、拌和及摊铺过程。因此对冷再生机的进一步研究和开发,具有重要的现实意义。本文在分析虚拟样机技术的特点和优势的基础上,将虚拟样机技术引入到冷再生机的研发领域,采用理论计算和计算机仿真分析相结合的方法,对冷再生机工作装置进行运动学和动力学仿真。本文主要根据沥青路面被铣削时的受力条件,简化了沥青混合料的破坏模型,初步探讨了刀具对它的切削机理,在分析冷再生机工作装置的基础上,建立了转子工作装置的运动学模型,确定其基本设计参数。并利用金属材料切削的基本原理,研究了主切削力,从能量转化守恒的角度推导出冷再生机工作时的作业阻力和功率的表达式,讨论了机器进给速度、切削速度、铣削深度及刀具与材料特性对冷再生机作业阻力和功率的影响规律,得出了冷再生机水平工作阻力的计算公式,并讨论冷再生机的牵引性能。接着分别在机械系统动力学仿真软件ADAMS和UG软件中建立了冷再生机机身和刀具的三维实体模型,经过模型的导入,在ADAMS中建立了道路冷再生机多刚体虚拟样机,通过以多刚体动力学理论为基础的运动学、动力学分析,得出单把刀具的运动轨迹及其反向旋转工作过程中的水平工作阻力曲线。经过大量的仿真试验,得到在不同条件下,冷再生机进给速度、转子转速和切削深度对冷再生机水平工作阻力的影响,根据仿真结果绘制出曲线图,直观地描绘出各个要素对水平工作阻力的影响程度。本文在冷再生机的设计中引入虚拟样机技术,对提高产品设计质量,缩短开发周期,具有一定的参考价值。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 道路沥青冷再生机的研究现状1.1.1 道路沥青冷再生技术及设备简介1.1.2 旋转刀具切削沥青混凝土路面的研究1.2 虚拟样机技术的研究现状1.2.1 虚拟样机技术的概念1.2.2 虚拟样机技术的研究现状1.3 论文研究的目的和内容第二章 沥青混凝土路面的冷再生机理2.1 沥青路面的破坏形式与破坏机理2.1.1 沥青路面的破坏形式与冷再生机的适用性2.1.2 沥青路面的破坏机理2.2 沥青混合料的流变模型2.2.1 流变模型的基本元件2.2.2 沥青路面铣削时的流变模型2.3 沥青混合料的强度2.4 切削沥青混凝土路面材料机理的分析第三章 冷再生机铣刨转子的运动分析3.1 冷再生机的结构及工作原理3.2 铣刀运动轨迹3.3 铣刀铣削速度3.4 铣刀进给量与铣削不平度3.5 Λ与铣削不平度第四章 道路冷再生机工作装置的力学模型4.1 冷再生机工作过程的理论分析4.1.1 冷再生机工作过程的特点4.1.2 沥青面层铣削过程分析4.1.3 冷再生机整机受力模型4.2 冷再生机工作装置受力分析4.2.1 铣削力的构成4.2.2 铣削基本参数4.3 冷再生机铣削数学模型的建立4.3.1 切削的基本参数4.3.2 切削功4.3.3 影响切削功率的因素m及切削阻力FT 的计算公式'>4.3.4 冷再生机切削功率Pm及切削阻力FT的计算公式4.4 水平工作阻力的计算H1'>4.4.1 以角速度为ω作纯转动时的FH1H2'>4.4.2 以作业速度为v 作纯直线运动时的FH2H 的计算'>4.4.3 水平工作阻力FH的计算4.5 冷再生机牵引性能匹配4.5.1 功率平衡4.5.2 冷再生机工作总阻力矩在发动机外特性曲线上的配置4.5.3 牵引力在滑转曲线上的配置第五章 冷再生机工作装置的计算机仿真分析5.1 ADAMS 软件介绍5.1.1 ADAMS 软件的简介5.1.2 ADAMS 软件模块介绍5.1.3 虚拟样机仿真分析的基本过程5.2 冷再生机虚拟样机模型的建立5.2.1 工作装置结构及主要设计参数5.2.2 冷再生机的实体建模5.2.3 约束及运动的添加5.3 冷再生机工作装置运动学仿真5.4 冷再生机工作装置动力学仿真5.4.1 单把刀具切削沥青路面工作过程分析5.4.2 行驶速度对切削阻力的影响5.4.3 转子转速对切削阻力的影响5.4.4 切削深度对切削阻力的影响5.5 结果分析与存在问题结论与展望参考文献致谢
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