自动展开式篱栏综合养护车设计与分析

摘要

篱栏综合养护车是一种集高速公路护栏清洗、城市隔离栏清洗以及公路绿化带、园林修剪等功能为一体的新型道路综合养护机械。随着越来越多的高速公路以及城市道路的出现,大量的道路养护机械将被市场所需求。本文以篱栏综合养护车为研究对象,基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法,采用虚拟样机模拟分析与物理样机试验研究相结合的技术路线,以有限单元分析法和机械系统多体运动学、动力学为理论基础,借助多体动力学仿真软件ADAMS与有限元分析软件ANSYS搭建分析平台,利用三维建模软件Pro/E进行协同仿真设计,主要研究内容是:
　　1.根据交通设施立体养护设备的主要技术要求与设计原则,完成总体方案设计。采用中型载重车底盘搭载水箱及工作装置前悬挂式,以人工辅助变换工装及位置,液压驱动调整姿态及工装作业。利用三维建模软件Pro/E建立交通设施立体养护设备虚拟样机实体模型,并对其进行干涉分析。
　　2.利用Pro/E软件与ADAMS软件之间数据传输,建立交通设施立体养护设备多体动力学仿真模型,并进行多体动力学分析,获取虚拟样机运动学主要参数以及后续有限元分析所需的有效载荷数据,实现虚拟样机协同(联合)仿真的运动学、动力学分析,以及机械与液压系统的联合仿真分析。
　　3.基于有限元理论,采用ANSYS软件对交通设施立体养护设备伸缩臂、刷(刀)盘等关键结构进行静力、动力学特性分析。
　　4.基于交通设施立体养护设备虚拟样机性能分析,对其物理样机进行了加工试制与试验研究,验证虚拟样机仿真分析的准确性,同时对整机的性能进行评估与改进优化。
　　本文对篱栏综合养护车的设计与分析,也为同类公路篱栏养护机械的设计与开发提供了参考。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2篱栏综合养护机械的发展动态和关键技术

1.3 本文的研究内容与研究方法

1.4 本章小结

第二章 篱栏综合养护车设计原则及虚拟样机的三维建模

2.1篱栏综合养护车整机设计要求及技术要求

2.2篱栏综合养护车整机的总体方案及主要部件结构

2.3 Pro/E三维实体建模

2.4 Pro/E环境下的虚拟装配

2.5 本章小结

第三章 篱栏综合养护车的动力学仿真

3.1 ADAMS基础算法的建立

3.2 篱栏综合养护车三维Pro/E模型与ADAMS软件之间的数据传输

3.3 工作装置动力学模型检验

3.4篱栏综合养护车绿篱修剪机构运动学仿真

3.5 篱栏综合养护车隔离栏清洗结构运动学仿真

3.6 本章小结

第四章 篱栏综合养护车有限元分析

4.1 ANSYS结构有限分析方法

4.2 篱栏综合养护车工况分析

4.3 主要结构件的ANSYS分析

4.4 本章小结

第五章 篱栏养护车液压系统设计

5.1马达工作参数相关计算

5.2液压马达回路的液压泵计算

5.3液压缸回路计算

5.4液压系统发热温升及散热计算

5.5本章小结

第六章 现场试验

6.1试验研究内容

6.2 实验数据分析

6.3 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢