轮胎式凿岩锚固钻车底盘的性能分析

摘要

轮胎式凿岩锚固钻车底盘(以下简称底盘)是一种专用底盘。在专用底盘的设计和制造领域，国内产品和国外产品有很大的差距，但目前国内很多重型汽车和专用底盘生产厂商都开始设计和生产专用底盘。为保证专用底盘在使用的过程中有良好的性能，设计和制造的主要依据是专用车的特殊功能、工作环境以及方便其他零部件的合理布置。
　　 由于轮胎式凿岩锚固钻车主要使用在初挖的地道，路面崎岖不平，行驶条件和工作环境恶劣。在设计时，底盘材料采用16Mn的钢板和部分型材，底盘前后两部分采用铰接的形式进行连接，并且铰接部位使用大直径回转支承和关节轴承，薄弱的部分采用加强筋进行加固，以延长钻车的工作寿命，提高行驶的平稳性。
　　 本论文在完成底盘的部件选型与结构设计的基础上，针对底盘的工作和行驶条件恶劣，容易造成其结构件破坏失效的问题，采用三维仿真模型分析的方法对底盘整体和关键部位进行相应的性能分析和研究。分析采用了有限元的思想，通过ANSYS中静力和动力分析功能完成了载荷的加载、分析及后处理，得到了相关的分析结果和应力应变分布图等。然后对分析结果进行处理，为底盘的优化和改进提供指导。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 问题的提出

1.2 研究的目的与意义

1.3 国内外轮胎式凿岩锚固钻车的发展及底盘研究现状

1.3.1 国内外轮胎式凿岩锚固钻车的发展现状及趋势

1.3.2 国内外专用底盘相关研究现状

1.4 研究内容

第二章 底盘的部件选型与结构设计

2.1 底盘的技术性能及技术要求

2.2 底盘的设计要求

2.2.1 底盘结构和材料的要求

2.2.2 有限元分析对仿真模型的要求

2.3 底盘的部件选型和结构设计

2.3.1 底盘传动系统的选型

2.3.2 底盘传动系统主要部件的选型

2.3.3 底盘转向系统的设计

2.3.4 轮式底盘通过性的几何参数

第三章 底盘三维模型建立及数据传输

3.1 三维模型的建立

3.1.1 Autodesk Inventor软件的介绍

3.1.2 三维仿真模型

3.2 Inventor软件和ANSYS软件之间模型数据的传输

第四章 底盘结构部件有限元分析

4.1 有限单元法基础理论

4.1.1 有限单元法的计算思路

4.1.2 有限元单元法的解题步骤

4.2 有限元分析软件ANSYS简介

4.3 底盘有限元模型的建立

4.3.1 底盘的单元选择

4.3.2 底盘材料的参数和强度理论

4.3.3 有限元模型中单位要求

4.3.4 底盘的网格划分

4.4 底盘有限元模型的处理

4.4.1 边界条件的施加

4.4.2 转向液压油缸的有限元模拟

4.4.3 底盘前后机架铰接关系的处理

4.4.4 分析中底盘自身重力的施加

4.4.5 底盘上其它部件载荷的施加

4.5 底盘的应力分析

4.6 底盘的模态分析

4.6.1 柴油机激振频率的计算

4.6.2 底盘模态分析

4.7 底盘的结构优化

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

附录一 作者研究生期间发表的论文