全地面起重机转向桥振动研究

论文摘要

随着科技的不断进步,国家综合实力不断提高,大力发展国内基础建设,起重机作为国内基础上建设中的一个不可或缺的特种车辆,作为一名起重机行业的工作者,深知国内的起重机技术与国外还有一定的差距。在多年工作经验的基础上,总结分析了国内起重机行业的技术优势和劣势,认为车辆驱动桥振动方面的研究有待于进一步的深入。文章在第一章节介绍了关于起重机技术目前国内外的发展现状,深刻认识到国内起重机行业在转向桥方面研究的缺乏。起重机转向桥由于转向频率高,受力大等众多复杂因素地影响,特别是对于大马力驱动桥,与发达国家相比,国内对驱动桥振动方面的研究还不成熟。深入研究多桥转向车辆转向的基本原理,对车桥进行静力学分析计算,并对转向桥的振动分析理论加以介绍;借助于ADAMS/View工具,选取了某3轴起重机的转向桥作为样机模型建立的依据,建立了虚拟样机模型。为了使研究更加深入,本文建立样机模型时,建立了3轴整车模型,在分析转向桥的同时,能够更进一步的分析该驱动桥对整车的影响。虚拟样机模型建立后,为了分析车辆驱动桥承受载荷的能力,在各桥添加了同样的激励,仿真结果表明:车辆各桥载荷分布不均,车轴之间的距离需要进行更加细致的设计。接下来选取了车辆的转向桥作为研究对象,分析了轮胎的主销内倾角、轮胎外倾角、轮胎前束角的变化,深入探讨了转向桥上轮胎在转向时对整车转向性能的影响。为了使车辆转向时更加接近阿克曼定理,选取桥上的转向梯形作为研究的对象,仿真分析了转向梯形横拉杆的受力情况,在仿真结果的基础上对转向梯形进行了优化,优化结果较为理想。对于起重机来说,行驶工况复杂,工作路面也不平坦。受到不规则作用的载荷时,容易激发起重机桥壳结构的扭转模态、弯曲模态、异向弯曲模态或弯曲扭转组合模态。为了得出转向桥在各种工况下的振动情况,仿真分析了转向桥壳结构的有限元模型在无约束及载荷条件状态下的固有频率,并且得到了其固有频率下对应的结构振型图。分析结果表明:转向桥桥壳的5阶模态固有频率远远大于路面的激励,因此路面激励不会导致转向桥桥壳的共振,该车桥的结构设计能够满足设计要求,较为合理。在文章的最后,总结了论文主要工作,由于转向桥的复杂性,不可能对其进行方方面面的分析。在文章研究的基础之上,对今后关于转向桥方面的研究提出了一些合理性的建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要内容
• 第2章 转向桥原理及振动分析理论
• 2.1 多桥转向车辆的转向原理
• 2.1.1 同一转向轴的内、外轮转角关系
• 2.1.2 不同转向轴同一侧车轮之间的转角关系
• 2.2 转向桥的振动分析理论
• 2.2.1 有限元法
• 2.2.2 有限元法中的提取特征值
• 2.3 本章小结
• 第3章 ADAMS虚拟样机模型建立
• 3.1 ADAMS 简介
• 3.2 桥类型介绍
• 3.3 转向桥建模
• 3.3.1 坐标系
• 3.3.2. 车身模型
• 3.3.3 车轴模型
• 3.3.4 转向梯形
• 3.3.5 转向油缸
• 3.3.6 推力杆
• 3.3.7 油气悬架
• 3.3.8 轮胎模型
• 3.3.9 转向系统
• 3.4 整车模型
• 3.5 本章小结
• 第4章 车桥上附件对车辆转向的影响分析
• 4.1 同一激励下车桥载荷的变化情况
• 4.2 车轮定位
• 4.2.1 主销内倾角
• 4.2.2 轮胎外倾角
• 4.2.3 轮胎前束角
• 4.3 原地转向转向梯形横拉杆的仿真分析
• 4.3.1 转向梯形横拉杆受力分析
• 4.3.2 转向梯形优化分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 转向桥有限元模型的建立及模态分析
• 5.1 转向桥有限元模型的建立
• 5.1.1 几何清理
• 5.1.2 材料
• 5.1.3 转向桥桥壳有限元网格划分
• 5.1.4 载荷工况的处理
• 5.2 转向桥壳桥壳有限元模型的求解及后处理
• 5.3 模态分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 作者简介及在学期间取得的科研成果
• 致谢