混凝土泵车结构模态分析与试验

针对混凝土泵车臂架系统振动过大的问题,使用ADAMS软件建立了泵车臂架系统的动力学仿真分析模型。通过模态分析,得到了该泵车的固有频率和振型,其一阶固有频率为0.3765Hz,实测一阶固有频率为0.370～0.375Hz,证实了仿真计算的可靠性。实测系统激扰频率为0.296～0.375Hz,与一阶固有频率比较一致,从而找出了该泵车臂架部分振动较大的原因,为该泵车结构改进提供了依据。     

混凝土泵车臂架实验台数值仿真和振动特性

针对泵车臂架末端运动轨迹确定和动力学求解困难的问题,建立泵车臂架实验台刚体模型;采用模态缩减技术对臂架柔性化,建立臂架系统的多柔体模型,然后利用虚拟弹簧阻尼法建立四节臂液压驱动油缸的等效模型,研究臂架系统臂、连杆、铰之间的运动学、动力学规律,对比分析臂架系统刚体模型、柔体模型和加液压油缸等效柔体模型的末端位移、液压缸运动受力以及整体臂架系统的第一阶固有频率。研究结果表明:臂架柔体模型运动停止后存在振动衰减的过程,其末端位移量比刚体模型增大数倍,柔性体液压缸关键部位的受力比刚体模型也大幅增加,第一节臂对整体末端振动位移的贡献最大,液压油缸的等效分析对固有频率值的影响较大。最后通过臂架实验台验证了建模和分析方法的正确性,为臂架系统低频振动抑制、轨迹规划和疲劳分析提供参考。     

水泥混凝土输送泵车整机模态

针对国产水泥混凝土输送泵车臂架部分在工程应用中时常出现裂纹,甚至断裂的现象,采用数值分析与试验研究相结合的方法,分析臂架部分振动较大的原因。以某厂生产的37m水泥混凝土输送泵车为研究对象,利用有限单元法进行计算机仿真,得到该泵车在2个典型工况下的固有频率和相应的振型,并利用试验方法验证了仿真模型。结果表明,该泵车的固有频率与工作频率比较接近,导致工作中臂架产生共振现象。最后提出了改进结构措施。     

混凝土泵车臂架系统的PD控制

基于多体动力学理论对混凝土泵车的各节臂杆的运动和液压缸的运动分别进行分析,运用拉格朗日方程建立臂架系统的多体动力学方程.把PD控制率应用于泵车各节臂杆的驱动力矩,使泵车各节臂杆按照期望转动角度运动,构建了臂架系统的控制模型.结合臂架系统的多体动力学方程建立泵车臂架系统的动力学方程并数值求解,对泵车各臂杆的转动角度以及臂架末端的运动轨迹的计算值与期望值进行了分析.证明了采用该方法建立混凝土泵车臂架的运动方程,可以准确地描述泵车的各项动力学特性.     

混凝土泵车输料管流构耦合振动研究

混凝土泵车在浇注过程中,输料管振动和混凝土流动是典型的流构耦合现象.建立了输料管和混凝土的耦合运动微分方程;通过无量纲化、离散化得到了在不同流速和不同压力下进行混凝土输送时管道的固有频率曲线.随着输送压力的提高,一阶和二阶固有频率降低;而随着输送速度的提高,固有频率则逐渐升高.在确定压力和流速之后,可以避免浇注过程工作在共振频率范围之内,从而减少对臂架的疲劳破坏.为混凝土浇注过程压力、输送速度及混凝土泵的工作频率选择提供了依据.     

混凝土泵车臂架振动分析

目的分析系统组成和工作过程,建立混凝土泵车臂架系统的动态数学模型,研究臂架系统的动力学特性.方法根据虚功原理和拉格朗日方程建立了商品混凝土泵车的臂架系统的动力学方程,以某型号混凝土泵车臂架系统的参数为依据,在几个特征工作点对方程进行了线性化,得到反映实际的动态数学模型,以此搭建Matlab/Simulink仿真模型.结果通过运行Matlab/Simulink仿真运算,得到了各臂架油缸活塞位移和末端在不同工况下的振荡运动轨迹.结论混凝土泵车臂架系统的振动仿真可以比较真实地反映出臂架系统在实际浇筑过程中的振动情况,对混凝土泵车臂架系统的设计及减小臂架振动有一定的指导作用.     

基于多体动力学的混凝土泵车臂架的运动分析

基于多体动力学理论和拉格朗日方程建立了四节臂混凝土泵车臂架的刚性运动微分方程.通过对泵车臂架运动微分方程的推导和数值求解,对各臂杆的转角和末端轨迹进行了分析.采用动力学仿真软件对混凝土泵车的臂架建立了刚性仿真模型,选取与数值求解相同的参数进行仿真,对比仿真结果和数值求解得到的轨迹,两种方法的结果基本一致.证明了采用多体动力学方法建立的混凝土泵车臂架的运动方程,可以准确地描述泵车的各项动力学特性.     

混合动力汽车变速器齿轮轴的模态优化

分析了轻度混合动力汽车机械式变速器激振转矩,建立了混合动力汽车变速器齿轮轴的动力学模型,并进行了三维有限元模态分析.分析了该变速器齿轮轴的结构,并以轴颈半径作为设计变量,采用一阶优化法对轴的低阶固有频率进行了优化.通过优化,提高了前5阶固有频率,使变速器齿轮轴固有频率在激振扭矩的频率范围之外,从而有效地降低振动和噪声.     

采煤机截割部扭矩轴的动态可靠性分析

考虑结构和材料等随机参数对零件动态可靠性的影响,避免轴系产生共振,利用Workbench软件建立扭矩轴参数化有限元模型.用模态分析法求解前六阶固有频率和临界转速,并与传递矩阵法比较,证明了结构和转速设计的合理性.结合谐响应分析,说明共振失效应考虑一阶固有频率.通过响应面设计和拉丁超立方抽样法完成对扭矩轴结构、材料参数的抽样,运用BP神经网络拟合一阶固有频率的功能函数,并求解随机参数的可靠性灵敏度.采用一次二阶矩法(FOSM)计算轴在特定转速下的可靠度,并用Monte-Carlo模拟法(MCS)进行了验证,说明转速设计较为可靠.通过灵敏度分析,明确了对扭矩轴动态可靠性影响最大的因素,为轴的稳健优化设计奠定基础.     

混凝土泵车臂架D-H矩阵分析与仿真

本文根据机器人学基本理论,在忽略混凝土泵车臂架基本外形的前提下,对臂架系统进行杆件简化,建立了混凝土泵车臂架系统的D-H矩阵模型,并完成了混凝土泵车臂架系统的运动学分析,为开展智能混凝土泵车的研究奠定了理论基础。     

基于施工载荷的混凝土泵车整车动力学分析

针对当前混凝土泵车动力学分析割裂了各子系统之间的耦合关系,仅对单一子系统进行独立研究的问题,提出了一种混凝土泵车真实载荷状态下整机动力学分析方法。以混凝土泵车整机为对象建立有限元模型,加载两种冲击荷载模型来模拟实际施工时整车受到的动态冲击：通过建立混凝土流速模型,推导出混凝土输送管道上由混凝土流动对管壁摩擦引起的冲击载荷;依据混凝土泵液压系统工作原理,建立泵送冲击载荷模型。联合HyperMesh软件与MSC.Nastran求解器对混凝土泵车整机进行有限元动态仿真前处理与求解。最后,通过3种典型工况下仿真与实验对比,两者结果一致,验证了冲击载荷模型的合理性与仿真结果的可靠性。     

压裂车车架动态特性分析

为研究压裂车车架的动态特性,以避开其共振频率,达到延长寿命的目的。应用有限元法,基于SPRING和RIGID BEAM单元模拟悬架,建立SHELL单元为主的车架有限元模型,对车架进行前6阶模态分析并与模态实验结果对比,误差13%以内证明有限元模型准确性,并对振型及应变能云图进行评价。考虑作业过程中载荷特点,研究动载荷作用下车架的谐响应特性,获得特定位置的位移、加速度响应曲线。计算结果表明:压裂车车架的频率分布合理,避开了发动机的怠速频率,主车架前部结构相对薄弱;泵的激励对压裂车振动影响较大,泵在工作时注意避开2.5 Hz、3.6 Hz工作频率,该频率附近车架易引起共振。     

基于有限元法的重卡轮毂轴承单元温度场分析

以重卡轮毂轴承单元为研究对象,确定温度场分析的边界条件,建立重卡轮毂轴承单元与制动鼓的传热模型,利用Ansys Workbench有限元软件对重卡轮毂轴承单元进行温度场分析,得到重卡轮毂轴承在不同径向载荷和转速工况下的温度分布特征以及紧急制动、重复制动、持续制动3种工况下制动鼓对重卡轮毂轴承最高温度的影响。结果表明,重卡轮毂轴承最高温度随轴承径向载荷、转速的增大而升高,且转速的影响更为显著;3种制动工况都会对重卡轮毂轴承温度产生一定影响,但重复制动与持续制动工况对制动鼓与重卡轮毂轴承的最高温度影响显著。     

基于混合灵敏度的某自卸车车厢结构优化设计

基于HyperMesh对某款自卸车车厢结构进行有限元建模,选取了水平弯曲工况和扭转工况进行有限元分析,得到了不同工况下的最大应力和变形,验证了模型的有效性;并对进行了自由模态分析,选取前10阶的固有频率和振型。在分析结果的基础上,以弯、扭刚度及一阶弯、扭模态频率为约束;以车厢结构总质量最小为优化目标,对34组设计变量进行直接灵敏度分析和混合灵敏度分析,得到了4组对结构性能敏感变量及16组不敏感变量,并对4组变量进行厚度增加及16组变量进行减薄处理。最后对选取的20组变量进行模型重构,对优化前后的结构性能进行对比,结果表明在不影响其他性能的前提下,减重9.8 %,取得了较好的优化效果。     

多工况下油罐车罐体的轻量化设计

油罐车罐体约占整车质量的12%~24%,对其进行轻量化设计对降低发动机油耗、提高油罐车的操控稳定性等至关重要.然而,金属罐体结构已趋成熟,基于通用金属材料性能及其对应结构层面上的优化已难以满足当前高性能轻量化油罐车的需求.考虑到油罐车多工况工作条件,以及复合材料优异的力学性能和可设计性强的特性,构建了一种新型轻质复合材料罐体结构.基于参数化建模方法构建罐体的三维模型,并通过数值模拟方法详细研究罐体在静态和动态条件下的应力分布情况.通过模态分析来确定罐体的主要基本阶的固有频率和相应振型,为发动机选型提供参考依据.结果表明,在满足多工况性能要求的前提下,复合材料模型质量比钢材降低了64.1%,比铝材降低了19.8%.     

重型矿用自卸车车架强度分析

应用solidworks软件和ANSYS软件,建立了矿用220 t自卸车车架有限元分析模型,得到了在全局加载下车架的应力分布;针对车架应力分布很不均匀的问题,对车架结构、布筋提出了改进;采用电测法测定了满载静止工况下车架特定点的应力,验证了有限元模型的正确性.     

混凝土湿喷台车臂架振动模态分析

以国内某公司喷浆台车SPTC25为研究对象,首先利用陀螺仪和加速度传感器在施工现场进行动力学测试,采集到关于臂架在实际施工时的角速度和加速度的时间历程曲线。然后通过数据处理和分析计算,得到臂架在仰俯工况下的振动频率和振幅,分别为1.18 Hz和0.092 m,回转工况下的振动频率和振幅分别为0.98 Hz和0.073 m。其次,对湿喷台车臂架建立了准确的有限元模型,并且进行了模态仿真分析,得到前三阶模态的固有频率和振型。结合隧道施工时的实际操作数据统计,最终得出结论,臂架在施工过程中长时间处于共振状态,使得振幅过大,这是臂架疲劳开裂的主要原因,也为后续湿喷台车臂架的研发和优化提供了新的分析思路。     

铰接式车架的动态特性分析

针对铰接式自卸汽车的开发,设计了相应的铰接式车架,使用有限元技术及Lanczos模态分析法得到了该种车架三维数字化模型的前6阶固有频率及相关振型.依据一定的汽车车架振动评价原则对该车架的动态特性进行了分析,认为该车架的动态特性符合要求.     

基于灵敏度分析的自卸车车架优化设计

建立了某自卸车车架有限元模型,通过模态试验和模态有限元分析,得出了车架固有频率,并且验证了该模型的准确性和合理性。依据车架结构的灵敏度分析结果来选择设计变量,在保证车架低阶模态频率的前提下,以车架轻量化为目标优化车架构件厚度,实现了车架质量8.0%的降低幅度;在控制车架质量的条件下,以提高车架低阶模态频率为目标,实现了车架结构的低阶模态频率和动态性能的提高。为自卸车车架结构优化设计提供依据。