高空作业车臂架有限元分析及其调平系统设计

摘要

高空作业车作为一种大型的工程机械设备,目前广泛应用在船舶、建筑、市政建设、消防、港口货运等行业,是新兴的技术产业,有着广阔的发展前景。尽管我国在高空作业车设计制造上取得了一些成绩,但是国内生产制造的高空作业机械同国外同类型高空作业机械产品相比仍有一定差距。本文针对双达科技发展有限公司研发的25米型高空作业车二种危险工况,分别对臂架进行有限元分析。另针对一种电液调平系统来实现工作平台的自动调平,进行了大量的理论研究和软件测试。
　　 论文第一章中,首先介绍了高空作业车基本结构、发展历程及国内外研究现状,总结了伸缩臂高空作业车在整车安全性中的位置。对工作平台调平机构进行论述,重点研究其核心控制单元电液控制阀。然后论述了课题研究的主要任务和意义。
　　 论文的第二章中,对伸缩臂的结构进行分析,确定高空作业车的载荷条件和工况,通过对水平状态和最大工作状态位置的应力和挠度进行计算,确定材料的强度和结构设计满足设计要求。再次通过ANSYS软件对水平状态下的应力、挠度及模态进行分析,对仰角75°工作状态下的应力、挠度及屈曲进行分析。对结果进行分析和强度校核,确定臂架的整体设计方案满足产品要求,为高空作业车设计提供参考。
　　 论文第三章中,针对25高空作业车工作平台的电液调平系统,论述了平台调平的基本原理。建立了高速开关阀控制锥阀的数学模型,并应用Matlab中的Simulink工具,采用S函数编程的方法进行仿真分析,得到了输入PWM脉冲信号时,阀芯位移、压力、流量等随时间的变化曲线。把整套系统链接组装起来进行实验,模拟高空作业车的实际调平状态。实验结果表明,高速开关阀控制锥阀的方案是可行有效的。
　　 论文第四章中,对全文工作进行了研究总结,并对后续工作提出了展望。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 前言

1.2 高空作业车发展与未来趋势

1.2.1 国外高空作业车发展概况

1.2.2 国内高空作业车发展概况

1.3 课题的提出

1.4 25高空作业车的结构组成

1.5 工作平台调平机构研究

1.6 本科题所研究的主要任务

1.7 本课题研究的意义

2 伸缩臂结构分析

2.1 伸缩臂结构

2.2 计算模型

2.3 工况分析

2.4 伸缩臂结构强度计算分析

2.4.1 危险工况1计算

2.4.2 危险工况2计算

2.5 伸缩臂变形计算

2.5.1 力学模型的建立

2.5.2 弹性位移计算

2.6 伸缩臂的有限元分析

2.6.1 有限元方法及其计算工具简介

2.6.2 载荷条件及分析工况说明

2.6.3 伸缩臂有限元模型的建立

2.6.4 模型分析

2.7 本章小结

3 工作平台调平系统研究

3.1 概述

3.2 液压原理图

3.3 仿真模型

3.3.1 仿真软件介绍

3.3.2 仿真模型的建立

3.3.3 S函数表示的仿真模型

3.3.4 方块图

3.3.5 仿真结果分析

3.4 本章小结

4 总结与展望

4.1 内容小结

4.2 展望及后续工作

参考文献

附录

攻读学位期间的主要学术成果

致谢