發(fā)布時間：2017-07-16 22:02

  本文關鍵詞：基于剛柔耦合的錨絞機結構優(yōu)化設計及試驗研究

  更多相關文章： 錨絞機 動力學仿真 剛柔耦合仿真 結構優(yōu)化 應力測試

【摘要】：以多體動力學理論、剛柔耦合理論、結構優(yōu)化理論及有限元理論為基礎,以多體動力學軟件、CAE軟件和應變電測技術為研究手段,對錨鏈輪和底座進行結構優(yōu)化設計。主要工作如下：應用RecurDyn軟件建立了錨絞機多剛體動力學模型,對錨絞機的多種工況進行了仿真。根據多體動力學仿真結果對各級齒輪副的傳動比與嚙合力進行了分析,從而對錨機多剛體動力學模型的正確性進行了驗證,并進行了錨鏈輪與錨鏈的嚙合傳動分析與錨鏈輪扭矩分析,得出了錨鏈輪與錨鏈之間的傳動規(guī)律及錨鏈輪工作過程中的扭矩,為后續(xù)錨鏈輪的結構優(yōu)化提供參考。應用RecurDyn柔體技術建立了錨鏈輪剛柔耦合模型與底座剛柔耦合模型,對錨絞機的多種工況進行了仿真。根據剛柔耦合仿真的結果對錨鏈輪及底座的動應力歷程進行了分析并結合錨絞機多體動力學仿真分析結果,對錨鏈輪及底座的結構進行了初步的改進。對錨鏈輪齒形進行了優(yōu)化并利用多體動力學仿真技術對錨鏈輪齒形改進前后的錨鏈輪與錨鏈之間接觸力及錨鏈輪扭矩進行了對比分析,驗證了本文對錨鏈輪齒形的改進是可取的。應用尺寸優(yōu)化、拓撲優(yōu)化、有限元等理論進行了錨鏈輪結構參數多目標優(yōu)化分析、錨機不同布置方式的對比分析、錨機底座拓撲優(yōu)化分析及錨機底座結構參數多目標優(yōu)化分析,確定了錨鏈輪與底座的最佳結構。以應變電測技術為手段,對底座不同位置在多種工況下的應變進行了測試并將測試結果與剛柔耦合分析結果進行了比較,驗證了錨機底座剛柔耦合分析模型的正確性。
【關鍵詞】：錨絞機 動力學仿真 剛柔耦合仿真 結構優(yōu)化 應力測試
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U664.42
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 選題背景與意義8-9
• 1.2 錨絞機零部件結構研究現狀9-11
• 1.3 本文研究內容及結構11-15
• 1.3.1 錨絞機工作原理及主要技術參數11-14
• 1.3.2 本文主要研究內容14
• 1.3.3 本文結構14-15
• 1.4 本章小結15-16
• 2 結構優(yōu)化理論和試驗設計技術簡介16-23
• 2.1 結構優(yōu)化設計概述16-17
• 2.2 結構優(yōu)化設計數學模型17-18
• 2.2.1 設計變量17
• 2.2.2 約束條件17
• 2.2.3 目標函數17-18
• 2.2.4 優(yōu)化設計的數學模型18
• 2.3 連續(xù)體結構拓撲優(yōu)化基本理論18-20
• 2.3.1 變厚度法18-19
• 2.3.2 均勻化法19
• 2.3.3 變密度法19-20
• 2.4 響應面試驗設計20-22
• 2.4.1 響應面法基本原理20-21
• 2.4.2 試驗設計方法21-22
• 2.5 本章小結22-23
• 3 錨絞機虛擬樣機的建立及仿真分析23-39
• 3.1 虛擬樣機技術介紹23
• 3.2 RecurDyn軟件簡介23-24
• 3.3 RecurDyn中虛擬樣機的建立24-31
• 3.3.1 Pro/E三維模型的簡化及導入24-25
• 3.3.2 建模環(huán)境的設置和體的合并25-26
• 3.3.3 錨絞機模型約束的添加26
• 3.3.4 外力載荷建模26-27
• 3.3.5 錨絞機模型接觸建模27-29
• 3.3.6 錨絞機模型驅動及載荷的施加29
• 3.3.7 錨絞機虛擬樣機模型檢驗29-31
• 3.4 錨絞機多剛體動力學仿真結果分析31-38
• 3.4.1 各級齒輪副傳動比驗證31-33
• 3.4.2 錨鏈輪與錨鏈嚙合傳動分析33-35
• 3.4.3 錨鏈輪扭矩分析35-37
• 3.4.4 各級齒輪副嚙合力驗證37-38
• 3.5 本章小結38-39
• 4 錨絞機剛柔耦合模型的建立及仿真分析39-55
• 4.1 RecurDyn柔體技術39
• 4.2 錨絞機剛柔耦合模型的建立39-45
• 4.2.1 剛柔耦合模型建立流程40-41
• 4.2.2 底座有限元柔性體剛柔耦合模型的建立41-43
• 4.2.3 錨鏈輪有限元柔性體剛柔耦合模型的建立43-45
• 4.3 錨絞機剛柔耦合仿真結果分析45-54
• 4.3.1 錨絞機底座動應力分析45-52
• 4.3.2 錨絞機錨鏈輪動應力分析52-54
• 4.4 本章小結54-55
• 5 錨絞機零部件結構優(yōu)化設計55-75
• 5.1 ANSYS及ANSYS Workbench結構優(yōu)化分析55-57
• 5.1.1 ANSYS結構拓撲優(yōu)化分析55-56
• 5.1.2 ANSYS Workbench結構優(yōu)化分析56-57
• 5.2 錨鏈輪結構優(yōu)化設計57-65
• 5.2.1 錨鏈輪齒形優(yōu)化設計57-61
• 5.2.2 錨鏈輪結構參數多目標優(yōu)化設計61-65
• 5.3 錨絞機底座結構優(yōu)化設計65-74
• 5.3.1 錨機布置方式的確定65-69
• 5.3.2 錨絞機底座拓撲優(yōu)化設計69-71
• 5.3.3 錨絞機底座結構參數多目標優(yōu)化設計71-74
• 5.4 本章小結74-75
• 6 錨絞機剛柔耦合模型試驗研究75-84
• 6.1 應力應變測試方法綜述75-76
• 6.2 錨絞機底座應力測試試驗76-81
• 6.2.1 試驗設計76-79
• 6.2.2 測試結果處理79-81
• 6.3 錨絞機底座剛柔耦合模型驗證81-83
• 6.4 本章小結83-84
• 7 總結與展望84-86
• 7.1 論文工作總結84
• 7.2 創(chuàng)新點84-85
• 7.3 展望85-86
• 致謝86-87
• 參考文獻87-91
• 附錄91

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 張士存;付月磊;;基于剛柔耦合的自動化動力學仿真分析研究[J];機械工程與自動化;2011年06期

2 張勇;陳寶;歐健;石智衛(wèi);;整車剛柔耦合動力學模型及平順性優(yōu)化[J];西南師范大學學報(自然科學版);2012年05期

3 秦玉英;侯志國;高峰;宋韓韓;;汽車剛柔耦合建模及平順性分析[J];遼寧工業(yè)大學學報(自然科學版);2014年04期

4 耿光增;曹何濱;;剛柔耦合仿真在虛擬樣機中的應用[J];重型汽車;2010年05期

5 孔憲仁;楊正賢;張錦繡;蘭盛昌;;剛柔耦合系統(tǒng)的輸入成形控制[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2011年03期

6 董龍雷,閆桂榮,杜彥亭,余建軍,牛寶良,李榮林;高斯最小拘束原理在一類剛柔耦合系統(tǒng)分析中的應用[J];兵工學報;2001年03期

7 王建明,洪嘉振,劉又午;剛柔耦合系統(tǒng)動力學建模新方法[J];振動工程學報;2003年02期

8 張國慶;王永;梁青;畢永建;;一類動量交換剛柔耦合系統(tǒng)的魯棒減振跟蹤[J];振動與沖擊;2007年10期

9 樊磊;王亞平;劉一鳴;徐誠;;超輕量化高射機槍剛柔耦合建模和仿真[J];彈道學報;2009年01期

10 韓東;高正;王浩文;張虹秋;;直升機槳葉剛柔耦合特性及計算方法分析[J];航空動力學報;2006年01期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 胡文華;張偉;曹東興;;彈性支撐梁的剛柔耦合動力學分析[A];第十四屆全國非線性振動暨第十一屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術會議摘要集與會議議程[C];2013年

2 趙國威;吳志剛;;柔性空間結構大范圍自由運動的剛柔耦合動力學建模與分析[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

3 徐培民;石珍強;包家漢;王宏光;;搖桿轉向架式月球車剛柔耦合建模及分析[A];第九屆全國振動理論及應用學術會議論文摘要集[C];2007年

4 徐培民;石珍強;包家漢;王宏光;;搖桿轉向架式月球車剛柔耦合建模及分析[A];第九屆全國振動理論及應用學術會議論文集[C];2007年

5 趙國威;吳志剛;;柔性空間結構大范圍自由運動的剛柔耦合動力學建模與分析[A];第十四屆全國非線性振動暨第十一屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術會議摘要集與會議議程[C];2013年

6 趙飛云;洪嘉振;;矩形薄板的剛柔耦合動力學系統(tǒng)的建模理論研究[A];中國力學學會學術大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

7 鄭彤;章定國;;梯形三角形板與變厚度板剛柔耦合動力學分析[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

8 劉鑄永;洪嘉振;;柔性薄板的剛柔耦合動力學[A];中國力學學會學術大會'2009論文摘要集[C];2009年

9 ;SAMCEF Mecano在航空航天領域的應用[A];第七屆中國CAE工程分析技術年會暨2011全國計算機輔助工程（CAE）技術與應用高級研討會論文集[C];2011年

10 高浩;戴煥云;;集裝箱平車高頻彈性振動分析[A];第十一屆全國非線性振動學術會議暨第八屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術會議論文集[C];2007年

中國博士學位論文全文數據庫 前3條

1 吳艷紅;旋轉葉片剛柔耦合系統(tǒng)動力學研究[D];哈爾濱工程大學;2011年

2 高浩;車輛系統(tǒng)剛柔耦合動力學仿真方法及仿真平臺研究[D];西南交通大學;2013年

3 李崔春;撓性航天器剛柔耦合動力學建模與姿態(tài)控制技術的研究[D];北京理工大學;2014年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 孫中振;剛柔耦合多體包裝運輸系統(tǒng)逆子結構分析[D];江南大學;2015年

2 張巍耀;撓性航天器剛柔耦合動力學建模及動態(tài)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

3 張青林;基于剛柔耦合的整車動力學仿真及懸架參數優(yōu)化[D];重慶理工大學;2015年

4 王亮;面向剛柔耦合系統(tǒng)的SiPESC平臺仿真與優(yōu)化[D];大連理工大學;2015年

5 李鑫;基于推土機底盤的推樹裝置動力學分析及強度研究[D];吉林大學;2016年

6 劉蕓;典型脈膜剛柔耦合結構昆蟲翅膀的形態(tài)特征及力學性能[D];吉林大學;2016年

7 李貴宇;基于軌道振動的車輪多邊形機理研究[D];西南交通大學;2016年

8 史陽陽;基于剛柔耦合的錨絞機結構優(yōu)化設計及試驗研究[D];南京理工大學;2016年

9 張志宇;基于ADAMS的四足機器人虛擬樣機仿真及剛柔耦合分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

10 王毅恒;具有有限彈性部件的機械結構動力學分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

，

本文編號：550698