大型履带式推土机翻车和落物保护结构设计计算研究
【摘要】:翻车保护结构是安装在工程车辆驾驶室外,用于翻车时使系安全带坐着的
司机减少被挤伤的可能性的安全装置。落物保护结构是在有坠落物体(如树木、
岩石等)时,对司机提供适当保护的安全结构。翻车保护结构和落物保护结构
一般是一整体的钢架结构,合称为翻车和落物保护结构,是人的本能对自身安
全保护的必然产物。
本论文主要是通过分析国内外有关翻车和落物保护结构试验和使用以及
国际标准的制订等情况,在深入了解国际标准(ISO 3471:1994、 ISO 3449:1992
和ISO 3164:1995) 对翻车和落物保护结构的定义及功能、实验室静态试验方法、
试验规则、挠曲极限量的规定和性能要求的基础上,以大型履带式推土机TY320
为例,对其翻车和落物保护结构进行研究。
根据设计准则的要求,本论文分析了翻车和落物保护结构的变形过程,对翻
车和落物保护结构进行力学分析(包括挠度计算、极限载荷的确定、非对称弯曲
强度计算),然后用有限元软件ANSYS对结构进行有限元分析,通过建立数学模型
进行优化设计,用三维设计软件Pro/ENGINEER进行结构设计,从而形成一套较完
整的翻车和落物保护结构理论设计计算方法。
本论文提出的分析方法和思路不仅可以对已有的工程车辆翻车和落物保护结
构进行强度校核,而且在新产品开发设计中可以对翻车和落物保护结构进行设计
计算。新型解决方案为今后翻车和落物保护结构的研究和发展提出了新的设想和
依据。
【关键词】:设计准则 有限元分析 优化设计 三维设计 【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TU623.5
【DOI】:CNKI:CDMD:2.2005.062667
【目录】:
- 摘要4-5
- Abstract5-10
- 第1章 绪论10-16
- 1.1 课题的科学意义及应用前景10-12
- 1.2 国内外研究概况12-14
- 1.2.1 国际标准的制定过程12-13
- 1.2.2 国内外有关的试验和理论研究情况13-14
- 1.3 论文的研究方法14-16
- 第2章 翻车和落物保护结构的国际标准16-24
- 2.1 翻车和落物保护结构的定义及功能16
- 2.2 实验室静态试验方法16-17
- 2.3 挠曲极限量的规定17-18
- 2.3.1 挠曲极限量的定义17
- 2.3.2 挠曲极限量的定位17-18
- 2.4 国际标准对翻车保护结构的性能要求18-20
- 2.4.1 最小侧向承载能力的要求18-19
- 2.4.2 最小能量吸收能力要求19-20
- 2.4.3 垂直承载能力要求20
- 2.4.4 纵向承载能力要求20
- 2.5 国际标准对落物保护结构的性能要求20
- 2.6 试验规则20-23
- 2.6.1 翻车保护结构的试验规则20-22
- 2.6.2 落物保护结构的试验规则22-23
- 2.7 本章小结23-24
- 第3章 挠度和极限载荷的计算24-34
- 3.1 变形过程和设计准则24-25
- 3.1.1 翻车和落物保护结构的变形过程24
- 3.1.2 番羽车和落物保护结构的设计准则24-25
- 3.2 弹塑性阶段翻车和落物保护结构挠度计算25-29
- 3.2.1 翻车和落物保护结构的数学计算模型25-26
- 3.2.2 弹塑性阶段计算方法26-28
- 3.2.3 TY320翻车和落物保护结构最大挠度计算28-29
- 3.3 翻车和落物保护结构极限载荷的确定29-33
- 3.3.1 机构法求极限载荷29-30
- 3.3.2 增量变刚度法计算极限载荷30-33
- 3.4 本章小结33-34
- 第4章 非对称弯曲强度计算研究34-41
- 4.1 翻车和落物保护结构强度研究的特点34
- 4.2 翻车和落物保护结构的力学分析34-40
- 4.2.1 顶板的受力34-35
- 4.2.2 槽形支柱的非对称弯曲35-40
- 4.3 本章小结40-41
- 第5章 翻车和落物保护结构有限元分析41-49
- 5.1 非线性有限元基本方程41-43
- 5.2 翻车和落物保护结构有限元模型43-45
- 5.3 翻车和落物保护结构性能试验及结果分析45-46
- 5.4 TY320推土机翻车和落物保护结构有限元分析46-48
- 5.5 本章小结48-49
- 第6章 翻车和落物保护结构优化设计49-55
- 6.1 优化设计的数学模型49-50
- 6.2 静载荷的敏度分析方法50-51
- 6.3 TY320翻车和落物保护结构优化模型51-53
- 6.4 优化设计结果53-54
- 6.5 本章小结54-55
- 第7章 结构设计55-60
- 7.1 翻车和落物保护结构支柱截面的选择55-56
- 7.2 TY320翻车保护结构图的绘制56-57
- 7.3 TY320落物保护结构图的绘制57
- 7.4 TY320翻车保护结构和落物保护结构的装配57-58
- 7.5 实例比较分析58-59
- 7.6 本章小结59-60
- 第8章 新的设想60-64
- 结论64-67
- 参考文献67-69
- 攻读硕士学位期间所发表的学术论文69-70
- 致谢70-71
- 个人简历71
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