升降车旋转工况有限元分析, 中山升降车出租,   中山升降车租赁

 

      升降车旋转工况有限元分析,  中山升降车出租, 中山升降车租赁, 中山升降车出租公司  旋转过程是装箱过程的反过程，主要是通过自装卸装置的翻转运动将空垃圾箱从升降车上放到地面上。在分析时，按照动臂满载加载，主要是模拟装箱的反过程。旋转过程中，摆臂油缸全伸、滑移油缸全缩，从而将动臂推到自装卸装置后侧，进而减小作用力臂；随后举升臂锁紧油缸伸出，举升臂与翻转架脱离接触，翻转架与副车架固定不动，随着举升油缸的伸出，吊钩臂、滑移臂、举升臂将绕翻转架与举升臂的连接铰点旋转，从而将动臂卸下。旋转过程分为两个阶段，第一阶段是起始阶段，动臂主要与吊钩臂钩心与翻转架后滚轮支撑，动臂不断向后向下运动；第二阶段是动臂后滚轮接触地面，动臂与翻转架后滚轮脱离接触， 动臂由吊钩臂钩心与地面支撑，随着翻转继续，动臂进一步不断向后向下运动，直到完全落地。 可以看出，在旋转第一阶段，也就是动臂落地之前，各特征点受力区域由于装置的翻转运动，各特征点受力区域所受力矩不断变化，同时由于力矩较小，各区域等效应力均不大。在旋转第二阶段，动臂在整个装置的后方，力矩方向不变，随着动臂向后向下运动，力矩逐渐增大，各区域受力也逐渐增大。对特征点1、3，其受力主要是翻转架后滚轮区域作用力，在动臂落地后，受力较小，最大应力分别出现在起始时刻和动臂落地前，最大应力均小于200MPa,对特征点2，其受力主要来源于举升液压缸作用，去受力曲线图的变化形式也与举升缸的举升力曲线变化形式相同,最大应力出现在动臂完全落地前，最大应力为361MPa。特征点3、4是翻转架上特征点，在旋转过程中不参与运动，受力较小，这里不做分析。特征点5是举升臂铰点位置，其应力值基本随着翻转角度的增大而增大，在最后时刻达到最大，应力最大值为214MPa。特征点7、8分别是举升臂臂体中部与滑移臂尾部区域，旋转过程中，由于滑移臂缩进举升臂臂体内部，因而臂体的受力“加强”，应力值均不大。对特征点9，属于滑移臂铰点区域，主要受到吊钩臂的作用，另一方面属于举升臂滑块接触区域，受力较大，最大应力出现在80°左右，也就是吊钩臂钩心处加载力作用线与吊钩臂臂体垂直时，使得吊钩臂对其铰点位置弯矩最大，最大应力值为361MPa。特征点10主要是吊钩臂折弯处受到的弯曲作用，最大应力为352.3MPa,出现在翻转角度80°左右的位置。根据特征点应力曲线，可以看出：

    （1）旋转过程中，在旋转第一阶段，整个装置的受力基本不大。在动臂落地后，随着翻转角度的增大，装置受力逐渐增大。整个装置受力较大的工况主要是旋转落地前（对应翻转角度49°）,吊钩臂钩心处加载力作用线与吊钩臂臂体垂直时（对应翻转角度80°），以及动臂完全落地前（对应翻转角度124°）；

   （2）旋转过程中翻转架危险位置主要是在油缸支座区域，翻转架在旋转过程中受力不大；

   （3）举升臂与滑移臂由于滑移油缸全缩，臂体“加强”，危险位置主要在举升臂与翻转架连接铰点，滑移臂与吊钩臂连接铰点区域；

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      模型正确性, 验证一个优秀的结构分析工程师的一个优秀品质就是始终保持对分析结果的质疑。一个正确的有限元分析结果基于很多方面，根据对于工程机械产品的有限元分析的经验，具体说来，主要有以下方面：（1）对于产品结构、受力、约束方式的合理简化，也就是将实际模型上升到虚拟样机的第一步，建立正确的虚拟样机模型与数学模型，保证后续模型加载与约束的正确性；（2）高质量的有限元模型，其中包括网格划分、单元选择、不同类型单元的连接处理；（3）在综合考虑计算效率与计算精确的情况下，对模型进行合理装配，也即各部件的正确连接，保证模型整体与各部件运动自由度的正确性。（4）对于计算算法的一些选择，这会直接影响计算精度与计算效率。这部分对于理论部分的层次要求较高，当然一般ANSYS默认算法基本满足工程计算需要。对于复合臂式自装卸装置，在分析完之后，通过提取举升缸举升力、部分连接铰点力，对其与理论解进行对比，从而验证模型各部分连接也即模型传力的正确性。大部分角度的相对误差都在2%以内，部分角度因数值的本身较小，造成相对误差超过2%，但其绝对误差都在1kN以内。因此，可以认为模型在有限元分析中提取的举升缸举升力及铰点的铰点力与理论计算结果相符，这样就从其中一个方面验证了模型力传递的正确性。

        主要讲述对于复合臂式升降车自卸与旋转两种作业过程的全工况有限元分析。首先对模型进行合理简化，利用ANSYS自带的APDL参数化设计语言、合理选择单元类型、通过采用映射网格划分与自下向上的建模方式建立了复合臂式自装卸装置各部件高质量的参数化有限元模型，在综合考虑计算效率与计算精度的情况下，对模型进行合理装配。最后对整个作业过程按照翻转角度进行离散，通过对模拟液压缸的杆单元施加温度载荷来控制运动位置和ANSYS表参数加载的方式，对整个作业过程进行全工况有限元分析。本章提取各部件危险位置在整个运动过程中的应力曲线，分析了各部件的危险位置在运动过程中的受力变化情况，同时以此确定了复合臂式升降车在两种运动过程中的危险工况，后续对危险位置的模型受力进行深入的精确分析。对自装卸装置的两种作业过程进行了全工况有限元分析，了解了装置在整个运动过程的受力情况，并确定了若干危险工况。本章将考虑臂体之间的滑块接触问题，采用接触分析对装置在危险工况下的受力进行进一步的精确分析，校核装置的强度。并进行应力测试实验，验证有限元分析结果。

       接触分析的难点接触问题广泛存在于工程结构中。而对于工程机械，接触问题主要有两类存在方式，一类是销轴的接触问题，另一类是滑块接触问题。接触是高度非线性问题，是三类非线性问题（即材料非线性、结构非线性、状态非线性）之一。接触分析难点在于：（1）接触状态不确定，在求解之前，一般是难以确定具体的接触区域，同时在求解过程中，随着材料、边界条件、载荷以及其他因素的不断变化，两个接触表面可能会发生分离，而两个分离的表面也可能发生接触，这很大程度上难以预测；（2）一般的接触问题多是存在摩擦的，这给求解的难度与精确性又带来了挑战，一方面，目前有一些摩擦模型和定律可供选择，但是摩擦是一种无序行为，对于考虑摩擦的接触问题，其求解的收敛性是求解的难点，另一方面，目前人类尚未完全了解摩擦的机理，现有的摩擦理论并不能精确求解摩擦问题。因此，如果忽略接触分析的这两个难点，也就是不考虑摩擦，同时认为两个接触表面始终保持接触，则可以用其他方法来简化接触问题的求解，这也就是工程中常用的利用约束方式或者耦合节点自由度的方式来处理接触问题。

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