清障车工作装置有限元分析及参数化优化

摘要

清障车是一种具有道路抢险作业装备,能够起吊和托起事故、违章或损坏车辆,并能快速离开事故现场的专用车辆。随着我国经济高速发展和公路里程的持续增加,清障车的需求也在急速增加,特别是多功能、人性化和专业化的清障车。
　　本文首先介绍了清障车的起源、国内外发展状况、国内清障车与国外先进水平的差距,并从三方面提出影响我国清障车发展的因素。列出了清障车的主要组成和各部分工作特点。把清障车分类,详细介绍了各类清障车的优缺点。结合多轴汽车轴荷计算方法,对该清障车进行了轴荷计算、制动力分配计算,以及几何通过性计算。
　　吊臂和托臂会在工作中承受各种不同的复杂载荷,因此该部分的强度和刚度在清障车设计中起非常重要的作用。文中对吊臂和托臂各个工况的载荷进行分解,利用Solidworks和Workbench的联合,得出了吊臂和托臂的应力分布特点和应力集中区域。然后对托臂的各节壁厚进行参数化建模和优化,以质量为优化目标,结果证明优化后轻量化效果显著,应力分布更加均匀。
　　副车架是清障车的工作装置和载荷的重要承载部件,在工作中容易受到外界激励的影响,产生共振。本文利用Workbench的模态分析模块进行了副车架前10阶固有频率和相应的模态振型分析,说明该副车架对各种路面激励频率和发动机激励频率的响应。用谐响应模块分析了副车架对激励载荷的位移和应力响应。

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第一章 绪论

1.1清障车概述

1.2清障车国内外发展状况与差距

1.3影响我国清障车发展的因素

1.4有限元分析在机械中的应用

1.5研究背景和意义

1.6本文研究内容

1.7本章小结

第二章 清障车概述和参数分析

2.1清障车主要结构

2.2清障车分类

2.3清障车的配置使用

2.4研究对象参数介绍

2.5参数计算

2.6本章小结

第三章 起吊和托举装置有限元分析

3.1ANSYS简介

3.2起吊过程有限元分析

3.3托举过程有限元分析

3.4托举状态下吊臂应力分析

3.5本章小结

第四章 托举机构参数化优化

4.1Workbench优化概述

4.2优化过程

4.3优化结果

4.4本章小结

第五章 副车架动力学分析

5.1模态分析理论基础

5.2 基于Workbench的模态分析

5.3谐响应分析

5.4本章小结

第六章 结论和展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢