YP2.0-A遥控跑车数字样机设计与优化

摘要

遥控跑车是我国林业索道中集材、运材以及装车的重要林业机械设备。索道遥控跑车的性能直接影响到木材的生产安全、工作效益、工人的劳动强度以及社会经济效益。遥控跑车的轻型化和智能化，对遥控跑车的性能起着关键性作用。遥控跑车采用虚拟样机技术，减少了物理样机的制造、装配与试验过程，提高了遥控跑车的生产质量和生产效率，缩减了遥控跑车制造物理样机的成本，同时有利于缩短遥控跑车的更新周期。
　　通过对我国集材索道遥控跑车工作原理的研究，在原福建林学院研制的YP2.5-A以及其它不同系列型号遥控跑车的基础上，设计了YP2.0-A型遥控跑车的各个机构，且通过设计计算合理地选择了有关元件，并利用SolidWorks三维软件对新型的YP2.0-A遥控跑车的重要机构进行了数字化虚拟样机设计。利用HyperWorks与ANSYS有限元软件，以及AMESim液压仿真软件，对设计的YP2.0-A遥控跑车的关键部件、主要机构进行有限元分析以及握索机构与制动机构的液压工况模拟仿真，分析了YP2.0-A遥控跑车的液压系统性能和关键部件的结构强度性能，采用HyperMesh中的Optistruct求解器对其进行拓扑优化设计，得到最优材料的分布区域，进而进行改进设计，以达到最优结构和轻量化的目标。为索道遥控跑车的开发设计提供了相关的设计方法与基础资料，实现了索道遥控跑车的轻型化。

目录

封面

声明

目录

中文摘要

英文摘要

第一章 引言

1.1 论文研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 遥控跑车主要存在问题和研究对策

1.4 论文研究的主要内容和技术路线

第二章 YP2.0-A遥控跑车总体设计

2.1 遥控跑车的组成

2.2 总体参数与设计参数

2.3 起升机构设计

2.4 行走机构设计

2.5 握索机构设计

2.6 制动机构设计

2.7 载物吊钩设计

2.8 跑车框架设计

2.9 安全机构设计

第三章 基于SolidWorks的YP2.0-A遥控跑车虚拟样机设计

3.1 YP2.0-A遥控跑车虚拟样机的技术理论基础

3.2 YP2.0-A遥控跑车虚拟样机的研究体系

3.3 YP2.0-A遥控跑车的虚拟样机参数化建模及虚拟装配

第四章 YP2.0-A遥控跑车关键部件性能分析

4.1 理论研究基础

4.2 基于HyperWorks的摩擦卷筒静力学分析

4.3 基于HyperWorks和ANSYS的减速机构接触应力分析

4.4 行走轮的静力学分析

4.5 行走轮架体的静力学强度分析

4.6 遥控跑车框架的强度分析

4.7 基于AMESim的遥控跑车蓄能器动态仿真分析

第五章 基于OptiStruct的跑车关键部件拓扑优化设计

5.1 优化设计方法

5.2 拓扑优化在机械设备中的实现

5.3 基于OptiStruct拓扑优化设计的数学基础

5.4 摩擦卷筒的拓扑优化

5.5 定轴轮系齿轮减速机构的转向齿轮拓扑优化

5.6 跑车框架拓扑优化

5.7 行走轮架体拓扑优化

第六章 结论与讨论

6.1 结论

6.2 创新点

6.3 讨论

参考文献

致谢

附录 攻读学位期间所发表的学术论文目录