可倾式承弯受扭门架的力学特性研究

摘要

门架是叉车的重要工作装置，而本文针对为满足特定环境下对货物实现叉举、吊装两种搬运作业的需求，在原叉车门架的基础上设计出了具有新的门架系统结构的工程机械，即叉吊搬运车。根据该叉吊搬运车的具体工况，提出一种将回转支承设置于原叉车门架横梁中部，进而可实现横梁上的伸缩臂可左右摆动的承弯抗扭门架结构的方案。
　　1.本文运用相应理论算法，对工作装置的门架立柱、横梁、伸缩臂、回转支承等结构进行设计计算，得出该新门架系统的初始尺寸。
　　2.利用Solid Works软件进行参数化建模，再将模型导入ANSYS Workbench中对其进行有限元静力学分析，分别从强度、刚度方面进行校核，得出危险工况下门架系统所受载荷对其力学性能的影响，证实该设计方案的可行性。
　　3.通过模态分析求得其前6阶的固有频率，并对其在路面激振频率、怠机状态和常速运行状态发动机产生激振频率下的影响作出分析，校验其发生共振的可能性，为后续优化分析结果的校核提供依据。
　　4.根据上述理论计算结果和有限元分析结果，通过以不同板厚、不同结构尺寸为设计变量，以布置构造尺寸、强度、抗屈曲稳定性等为约束条件，对各不利工况进行结构分析与优化，再对所有工况进行验算，得到在轻量化目标下的各优化结果及其圆整值，并以此校核该结果有效地避开了各激振频率状况，明确产生共振的影响。
　　通过对叉吊搬运车门架系统轻量化研究与共振分析，可以提高对门架系统材料力学特性的利用，改善叉吊搬运车的工作性能，降低设计以及制造过程的成本，提高产品的生产效率和质量，对此类结构的设计与优化具有一定的参考价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 课题研究的主要内容和意义

1．3．1 论文研究的主要内容

1．3．2 论文研究的主要意义

第2章 叉吊搬运车门架系统方案设计

2．1 叉吊搬运车基本参数

2．2 叉装工作装置的选择与改造

2．2．1 门架构造方案与强度校核

2．2．2 货叉、叉架构造方案与理论强度计算

2．3 吊装工作装置的设计与选择

2．3．1 伸缩臂的强度计算

2．3．2 伸缩液压油缸的选型

2．4 回转支承的选型与相关参数

2．4．1 回转支承的选型计算

2．4．2 回转支承的型号的确定

2．5 本章小结

第3章 基于ANSYS工作装置的有限元分析

3．1 相关技术与方法

3．1．1 各结构应用的单元

3．1．2 模型结构简化

3．2 有限元模型的建立

3．3 模型的导入

3．4 叉吊搬运车工作装置静力学有限元分析

3．4．1 导入模型处理

3．4．2 不同工况下载荷和约束的施加

3．4．3 有限元分析结果

3．5 本章小结

第4章 门架系统振动分析

4．1 模态分析的概念及理论

4．2 ANSYS中模态提取的方法

4．3 门架系统的模态分析

4．4 共振分析

4．4．1 路面激振频率

4．4．2 发动机激振频率

4．4．3 激振结果分析

4．5 本章小结

第5章 门架的有限元优化设计

5．1 优化设计及方法

5．1．1 设计变量

5．1．2 约束条件

5．1．3 目标函数

5．2 门架系统优化方案

5．2．1 优化步骤

5．2．2 优化过程

5．2．3 优化结果分析

5．3 门架系统优化结果校核

5．3．1 门架强度刚度的校核

5．3．2 门架共振情况校核

5．4 本章小结

结论与展望

结论

展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果