本文關(guān)鍵詞：垃圾集裝箱滾輪碰撞分析及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：工程實際中,碰撞一直是令工程師們頭痛的問題。一方面由于碰撞是高度的非線性力學(xué)行為,作用強度大,時間短,同時又受各方面的復(fù)雜影響因素,以致于其求解計算非常困難。另一方面碰撞問題是常見工程現(xiàn)象,對結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和使用壽命的影響巨大,這使其成為工程師在工程中不得不面對的一大難題。目前,碰撞問題的理論研究成果雖不少,但能夠方便地應(yīng)用于工程實際的方法卻不多。這使得工程實際中求解碰撞問題極為不便。本文應(yīng)用機構(gòu)運動學(xué)、碰撞動力學(xué)、接觸力學(xué)等理論和多體動力學(xué)軟件對某垃圾集裝箱滾輪與地面碰撞發(fā)生破壞工程實例展開研究,提出一種解決滾輪碰撞破壞問題的簡化計算方法,具有工程應(yīng)用價值。本文就垃圾集裝箱裝卸過程中拉臂鉤車的運動形式和特點,建立拉臂鉤車的二維平面連桿機構(gòu)模型,并完成機構(gòu)的運動學(xué)求解。應(yīng)用能量原理,求解出碰撞等效質(zhì)量,獲得垃圾箱滾輪在碰撞的過程中的位移、碰撞力以及接觸區(qū)域的接觸應(yīng)力的變化情況。本文分析了垃圾集裝箱滾輪碰撞的實際過程,提出碰撞破壞的主要因素是滾輪軸與軸瓦內(nèi)圈碰撞的模型。據(jù)此模型對滾輪碰撞接觸區(qū)域和整體模型作了簡化,建立了碰撞的彈簧剛度模型,并且推導(dǎo)了模型剛度系數(shù)的計算公式。利用建立的模型,分析獲得滾輪碰撞的近似解答。利用非線性動力學(xué)軟件對本文計算結(jié)果進行了校驗,證明方法簡便可靠。并根據(jù)數(shù)值優(yōu)化方法對滾輪結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。依據(jù)現(xiàn)代拓?fù)鋬?yōu)化理論,采用SIMP(變密度法)數(shù)值計算方法對滾輪進行多種工況下的拓?fù)鋬?yōu)化,獲得適合多種工況的最優(yōu)滾輪拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在此拓?fù)鋬?yōu)化基礎(chǔ)上完成了對結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的設(shè)計,并分析對比了不同的尺寸的計算結(jié)果,確定了滾輪的實際尺寸。就滾輪制造實際問題,本文亦提出了相應(yīng)的工程實現(xiàn)方法。
【關(guān)鍵詞】：垃圾集裝箱滾輪 碰撞 剛度系數(shù) 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 SIMP方法
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH247
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 引言8-10
• 1.2 碰撞問題的求解方法10-14
• 1.2.1 離散分析方法10-11
• 1.2.2 連續(xù)分析方法11-13
• 1.2.3 接觸碰撞中的摩擦力模型13-14
• 1.2.4 碰撞問題有限元求解方法14
• 1.3 碰撞問題的實驗研究14-15
• 1.4 垃圾集裝箱滾輪破壞問題研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 本文主要工作內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)16-18
• 2 碰撞理論和滾輪碰撞模型18-29
• 2.1 引言18
• 2.2 連續(xù)接觸力模型18-21
• 2.2.1 Hertz接觸力模型18-19
• 2.2.2 線性阻尼模型19-20
• 2.2.3 非線性彈簧阻尼模型20-21
• 2.3 工程中的線接觸剛度系數(shù)21-24
• 2.4 接觸區(qū)域處理方法24-26
• 2.4.1 簡化處理方法24-25
• 2.4.2 精細(xì)處理方法25-26
• 2.5 垃圾集裝箱滾輪碰撞模型26-28
• 2.6 本章總結(jié)28-29
• 3 垃圾集裝箱滾輪碰撞初速度與質(zhì)量29-37
• 3.1 引言29-30
• 3.2 拉臂勾車機構(gòu)運動分析30-33
• 3.3 垃圾集裝箱箱體等效質(zhì)量的確定33-36
• 3.3.1 箱體瞬時速度33-34
• 3.3.2 垃圾集裝箱箱體等效質(zhì)量34-36
• 3.4 本章總結(jié)36-37
• 4 垃圾集裝箱滾輪碰撞分析37-47
• 4.1 引言37
• 4.2 垃圾集裝箱滾輪碰撞動力學(xué)方程37-40
• 4.3 垃圾集裝箱滾輪碰撞過程參數(shù)計算40-42
• 4.4 計算結(jié)果校驗42-45
• 4.5 本章總結(jié)45-47
• 5 垃圾集裝箱滾輪結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計47-61
• 5.1 引言47
• 5.2 變密度法基本理論47-50
• 5.3 垃圾集裝箱滾輪結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化50-54
• 5.4 垃圾集裝箱滾輪形狀和尺寸優(yōu)化設(shè)計54-56
• 5.5 垃圾集裝箱滾輪優(yōu)化結(jié)構(gòu)的工程實現(xiàn)56-60
• 5.5.1 焊接加工56-58
• 5.5.2 鑄造加工58-60
• 5.6 本章總結(jié)60-61
• 6 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 全文總結(jié)61
• 6.2 展望61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-68
• 附錄68

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  本文關(guān)鍵詞：垃圾集裝箱滾輪碰撞分析及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：254362