基于ANSYS的AGV关键部件力学性能分析与优化设计研究

摘要

AGV集声、光、电、计算机为一体，综合了当今科技领域先进的理论和应用技术，属于移动机器人的一个分支。由于它具有机能集中、地上系统简单、施工和系统构成容易等优点，因此，广泛地应用在机械加工、汽车制造、港口货运、电子产品装配、造纸、发电厂、电子行业的超静车间等诸多行业。 本文以AGV系统作为研究对象，把数值计算的方法应用于自动导航试验车样机的各关键部件，主要利用有限元软件ANSYS10.0对AGV系统的转向支撑架进行静力学校核，并在COSMOSWorks中对零件施加相同的约束及载荷，进行静力学分析，比较两种环境下得到的等效应力最大值和变形量最大值，以及它们的出现位置，研究两次分析结果出现差异的原因，找到一种较为合理的分析计算方法。针对转向支撑架结构上存在的问题，在保证转向梯形结构合理的前提下，提出了改进方案，并对改进后的结构进行了有限元分析，比较分析结果，确定了一种受力比较合理的支架结构，并对该结构进行模态分析，得出转向支撑架的低阶自振频率以及前5阶的振型。 另外，在有限元分析软件中模拟导航车的主轴以及转向悬挂架真实的载荷情况，对其进行较为精确的分析和计算，得到零件的应力分布情况，为自动导航车的进一步优化奠定了一定的基础。

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摘要

第一章绪论

1.1概述

1.2国内外AGV系统的历史及发展现状

1.2.1国外发展现状

1.2.2国内发展现状

1.3自动导航技术

1.3.1自动导航车系统构成概述

1.3.2自动导航技术

1.4论文研究的内容和方法

1.5课题研究的目的和意义

第二章有限元分析方法

2.1有限单元法

2.1.1有限单元法的发展进程

2.1.2有限元常用术语

2.1.3有限元法的优点

2.2 ANSYS软件简介

2.2.1 ANSYS软件的主要功能

2.2.2 ANSYS软件的主要特点

2.2.3 ANSYS架构及命令

2.2.4 ANSYS界面简介

2.2.5 ANSYS软件的分析步骤

第三章AGV系统关键部件的实体模型的建立

3.1 AGV自动导航实验车总体结构

3.2有限元分析在本课题中的应用

3.2.1前处理(Preprocessor)

3.2.2求解(Solution)

3.2.3后处理(General Postprocessing)

3.3 ANSYS建模技术

3.3.1ANSYS建模基本方法和工具

3.4 AGV系统各关键部件三维实体模型的建立

第四章AGV关键部件的有限元分析及结构优化

4.1转向支撑架的有限元分析

4.1.1三维模型的网格划分

4.1.2施加载荷

4.1.3静力校核分析

4.2转向支撑的结构优化

4.3转向支撑的模态分析

4.4转向悬挂的有限元分析

4.5中央传动轴的有限元分析

4.5.1后轴差速器原理

4.5.2主轴的有限元分析

4.5.3主轴的模态分析

4.6小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2今后研究建议

参考文献

致谢

攻读硕士研究生期间发表文章