車輛工程畢業設計論文-汽車改裝式升降臺設計-資料下載頁

【導讀】升降平臺可分為：固定式、移動式、導軌式和曲臂式。剪叉式升降貨梯、鏈條式升降機、裝卸平臺等。升高度從1米至20米不等。三柱和四柱鋁合金。汽車改裝式升降臺可用于工廠、自動倉庫、停車場、市政、業等的高空作業及維修。升降平臺升降系統，是靠液壓驅動，也被稱作液壓升降。種平面輸送設備，作為不同高度輸送線的連接裝置。除作為不同高度的以下步驟中我們驅動將液貨物輸送外，廣泛應用于。然而目前，在我國還沒有出現利用虛擬樣機技術對汽。目前國內的高空作業平臺產品主要集中在車載式、剪叉式、牽引式。自行履帶式高空作業平臺目前。可靠，否則一旦發生危險，后果不堪設想。因此，對舉升設備的安全性進行研究。將具有重大的意義。本課題研究運用虛擬樣機技術對汽車改裝式升降臺的虛擬設。CATIA是法國達索公司的產品開發旗艦解決方案。設計目標，CATIA提供了變量驅動及后參數化能力。換代，對于CATIA來說，都是非常容易的事。并行工程的設計環境使得設計周期大大縮短，CATIA提供的多

　　

【正文】 用到其中的幾項。 （ 1） Preferences/Structural； （ 2） Preprocessor/Element Type/ADD Edit Delete/Library of Element Types 第一對話框選擇 Structural Solid， 第二對話框選擇 Tet 10node 187； （ 3） Preprocessor/MaterialProps/MaterialModels/Structural/Linear/E lastic/Isotropic/輸入 EX(彈性模量 )值，輸入 PRXY(泊松比 )值。 39 軸的材料我們選用 45 鋼，軸的屬性如 為： 彈性模量（ GPa） 為 210；泊松比 為；抗拉強度（ MPa） 為 600；密度（ g/cm3） 為 。 網格劃分 ANSYS 為用戶提供了兩種常用的網格劃分類型：自由和映射。自由劃分，體現在沒有特定的準則，對單元形狀無限制，生成的單元不規則，基本適用于所有的模型。自由網格生成的內部節點位置比較隨意，用戶無法控制。映射網格劃分要求面或體形狀滿足一定規則，它生成的單元形狀比較規則，適用于形狀規則 的面和體。本訓練中主要采用自由網格劃分，軸模型自由劃分可采用以下兩種途徑，大家可以觀察劃分的網格有何區別。 劃分網格： Meshing/MeshTool 選中 Smart Size 復選框（精度從 1到 10， 1為最高，網格最細，但劃分耗時長，一般設為 3），單擊 Mesh/Pick All。 此次分析采用途徑一對軸進行劃分，為了提高劃分速度，精度取 5，劃分后效果如 圖 。 圖 網格劃分結果 加載求解 ANSYS 中載荷 (Loads)包括邊界條件和模型內部或外部的作用力。在結構分析中，載荷主要有：位 移、力、壓力、彎矩、溫度和重力。載荷主要分為六大類：DOF約束 (自由度約束 )、力 (集中載荷 )、表面載荷、體載荷、慣性力及耦合場載荷。 DOF 約束 (DOF constraint)：用戶指定某個自由度為已知值，在結構分析中約束是位移和對稱邊界條件。力 (集中載荷 )(Fome)：施加于模型節點的集中載荷，如結構分析中的力和力矩。表面載荷 (SurfaceLoad)：作用在某個表面上的分布載荷，如結構分析中的壓力。體載荷 (Body loads)：作用在體積或場域內，如結構分析中的溫度和重力。慣性載荷 (Inertia loads)：結構質量或慣性引起的載 40 荷，如重力加速度、角速度和角加速度，主要在結構分析中使用。耦合場載荷(Coupledfield loads)：它是一種特殊的情況，從一種分析中得到的結果用作另一種分析的載荷，如熱分析中得到的節點溫度可作為結構分析中的體載荷施加到每一個節點 。 對剪刀式舉升機結構進行分析時我們進行面力分析，即加的為表面載荷。加載步驟如下 : （ 1） Solution/Analysis Type/New Analysis/Static； （ 2） Solution/Define Loads/Apply/Structural/Displacement/On Areas； 選擇軸的兩個端面進行約束，這里有 ALL DOF(全約束 )、 UX（ X 方向位移）、 UY（ Y方向位移）、 UZ（ Z方向位移）、 ROTX（ X方向旋轉）、 ROTY（ Y 方向旋轉）、 ROTZ（ Z方向旋轉），根據實際分析，兩端應用 ALL DOF(全約束 )； （ 3） Solution/Define Loads/Apply/Structural/Pressure/On areas 選連接銷與滾輪接觸的上半面 /輸入加載壓強的大?。ㄗ⒁夥较颍?，因舉升機舉升6m位置時 的受力最大輸入的為 F3 最大時產生的壓強值 1175042 2 0 . 3 65 6 5 4 . 8 7 5 02 8 8 . 5 1 32 4 9 0GM P a??? 約束和受載如圖 所示。 圖 約束及加載 （ 4）求解 Solve/CurrentLS/Ok/Close。 查看結果及分析 （ 1 ） 查 看 變 形 結 果 ： General PostProc/Plot Results/Deformed Shape/Ok。(變形結果可動畫演示： PlotCtrls/Animate/ Deformed Shape/Ok,可直觀觀察軸的變形情況 )General PostProc/Plot Results/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/DOF Solution。X Y Z 總變形如面分析下圖。 41 圖 總變形 圖 X方向變形 圖 Y方向變形 42 圖 Z方向變形 圖 總變形情況 變形量分析：從圖中可以看出 X 方向的最大變形量為 ， Y 方向， Z 方向最大為 ，總方向最大變形為 總方向變形量與 Y方相同， 可見軸的變形主要為豎直方向變形。變形量很小，充分滿足剛度要求。 （ 2）查看應力結果： General PostProc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/Stress/SX(X 方向應力 )、 SY（ Y 方向應力）、 SZ（ Z 方向應力）、 SEQV（綜合應力）； 43 圖 X方向應力狀況 圖 Y方向應力狀況 圖 Z方向應力狀況 44 圖 綜合應力情況 應力結果分析：數值顯示，藍 色部位應力值最小，紅色部位應力值最大。 x方向最大應力為 ， y方向最大應力 ， Z方向最大應力為 ，綜合應力最大值為 。 無論是單個方向的最大應力，還是綜合應力值均充分滿足強度要求。通過有限元分析可知，我們所設計的軸及選用的材料均符合要求。 加強桿的有限元受力分析 因我們在舉升臂中間加了一方鋼加強肋，所以舉升臂變形和受力都很小，我們不對其進行，我們分析直接承受推力的軸的變形，分析方法與上述的分析方法一樣。 定義屬性 軸的材料我們選用 40Cr， 40Cr的材料屬性 為 ： 彈性模量（ GPa）： 200220；泊松比： ；抗拉強度 (MPa)： 1000；密度 (g/cm3)： 。 網格劃分后的結果 圖 網格劃分結果 45 （ 1）約束、加載 軸的受力比較簡單，主要承受液壓缸推力，因舉升機在最低點時的液壓缸的推力最大，所以只分析受力最大即可。 加載荷約束后的圖 如下。 圖 加約束后的圖 方向加載為 5 2 .1 4 .1 42 0 0 3 .1 4 2 0KN M P a??? （ 2） 求解 Solve/CurrentLS/Ok/Close。 （ 3 ） 查 看 變 形 結 果 ： General PostProc/Plot Results/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/DOF Solution。X Y Z 總變形，因受力簡單，分析只看總變形情況即可。如圖 所示。 圖 總變形量 變形結果分析 :總變形量 最大 為 ，變形量很小，滿足設計要求。 （ 4）查看應力結果： General PostProc/Plot Results/Contour Plot/Nodal 46 Solu/Stress/SEQV（綜合應力）；如圖 所示 。 圖 綜合應力情況 應力結果分析：數值顯示，藍色部位應力值最小，紅色部位應力值最大。綜合應力最大值為 。 40Cr 的抗拉強度為 1000MPab? ? ， 綜合應力值充分滿足強度要求。說明設計和材料的選擇均合適。 液壓支撐桿有限元分析 定義屬性 平臺的材料我們選用 Q275 鋼， Q275 鋼的材料屬性如 為： 彈性模 量（ GPa）：200220；泊松比： ；抗拉強度 (MPa)： 490610；密度 (g/cm3)： 。 網格劃分的結果 圖 平臺網格劃分結果 （ 1）約束加載 47 舉升機在最低點時，受力最大。加載時加的為面力，則載荷情況為5 2 .1 4 .1 42 0 0 3 .1 4 2 0KN M P a??? （ 2）求解 Solve/CurrentLS/Ok/Close。查看結果并分析 查看變形結果： General PostProc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/DOF Solution。X Y Z 總變形 圖 X方向變形量 圖 y方向變形量 48 圖 Z方向變形量 圖 總變形量 變形結果分析： x方向最大變形為 ， y方向最大變形為 ，z 方向大最變形為 ，總方向變形為 。由有限元分析結果可知無論是總變形還是某個方向變形量都很小，所以平臺剛度足夠。 查看應力結果： General PostProc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/Stress/(X 方向應力 )、（ Y方向應力）、（ Z方向應力）、 SEQV（綜合應力）； 圖 X方向應力狀況 49 圖 y方向應力狀況 圖 Z方向應力狀況 圖 綜合應力狀況 50 應力結果分析： x方向最大應力為 212MPa， y 方向最大為應力 211MPa， z 方向最大應力為 643MPa，綜合應力變形為 。 Q275 鋼的最小抗拉強度為557MPa，通過分析比較，平臺強度足夠。通過以上的有限元分析，說明我們所設計的平臺尺寸及選材合理。 剪差桿有限元分析 定 義屬性 平臺的材料我們選用 Q275 鋼， Q275 鋼的材料屬性如 為： 彈性模量（ GPa）為 200220；泊松比 為 ；抗拉強度 (MPa)為 490610；密度 (g/cm3)為 。 網格劃分的結果 圖 平臺網格劃分結果 （ 1）約束加載 舉升機在最低點時，受力最大。加載時加的為面力，則載荷情況為5 2 .1 4 .1 42 0 0 3 .1 4 2 0KN M P a??? （ 2）求解 Solve/CurrentLS/Ok/Close。查看結果并分析 查看變形結果： General PostProc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/DOF Solution。X Y Z 總變形 。 51 圖 X方向變形量 圖 y方向變形量 圖 Z方向變形量 52 圖 總變形量 變形結果分析： x方向最大變形為 ， y方向最大變形為 ，z 方向大最變形為 ，總方向變形為 。由有限元分析結果可知無論是總變形還是某個方向變形量都很小，所以平臺剛度足夠。 查看應力結果： General PostProc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/Stress/(X 方向應力 )、（ Y方向應力）、（ Z方向應力）、 SEQV（綜合應力）； 圖 X方向應力狀況 圖 y方向應力狀況 53 圖 Z方向應力狀況 圖 綜合應力狀況 應力結果分析： x 方向最大應力為 212MPa， y 方向最大為應力 211MPa， z方向最大應力為 643MPa，綜合應力變形為 。 Q275 鋼的最小抗拉強度為 557MPa，通過分析比較，平臺強度足夠。通過以上的有限元分析，說 明我們所設計的平臺尺寸及選材合理。 本章小結 本章將 Pro/E 三維建模后的圖形導入 ANSYS 環境中， 利用 ANSYS 有限分析軟件對舉升機中主要受力結構滑輪軸和上舉升臂的剛度和強度進行分析，根據有限元的分析結果圖，我們能夠很清晰的看到軸及臂的變形和應力狀況，驗證設計內容是否合理。 軟件 ANSYS 有限元分析與研究，可以代替剪刀式舉升機物理樣機的 54 前期試驗，為汽車舉升機產品的設計、技術開發方面提供更多的理論參考，進一步提高國產汽車舉升機的穩定性和可靠性，提高產品的市場競爭力。 55 第 7 章 運動仿真及干涉校核 將 Pro/E 裝配模型導入 ADAMS 中 在現代科技的發展和研發進程中，由美國 MDI 公司研發的動力學仿真軟ADAMS 能進行復雜機械系統的動力學仿真分析，在虛擬樣機中起著強大的作用。然而其在建模方面也有極大的缺陷，與其它三維軟件，例如 Pro/E， UG， CATIA 在建模方面有著較大的差異。消除在三維建模軟件中的模型幾何形狀和質量特性的誤差，在 ADAMS 中較準確的進行動力學分析。本設計以在 CATIA 軟件中建模，再通過轉