论文题目: 矿用防爆装载机工作装置虚拟样机研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械制造及自动化
作者: 李富柱
导师: 郭卫
关键词: 装载机工作装置,虚拟样机,运动学分析,动力学分析
文献来源: 西安科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 目前,我国煤矿井下装载主要靠人工和采煤机来实现,装载机的使用尚处于起步阶段,因此矿用防爆装载机的研制对提高井下装载效率及自动化程度具有重要的现实意义。防爆装载机工作装置作为实现铲料、运料和卸料的重要机构,其合理性将直接影响着整机性能。本文将虚拟样机技术引入到工作装置设计中,通过运动学、动力学仿真分析,为防爆装载机工作装置的设计提供了可靠依据。 本课题在分析矿用防爆装载机工作装置运动过程的基础上,建立了工作装置运动学数学模型,确定了其基本设计参数和总体参数。在 Pro/E 软件中建立了工作装置的三维实体模型,并进行了虚拟装配。通过对该工作装置的三维可视化干涉检查、运动轨迹、运动包络和运动学分析,验证了所建立的运动学数学模型的正确性,并对工作装置进行了有限元分析。 本文还在经典动力学分析软件 ADAMS 中建立了防爆装载机工作装置的多刚体虚拟样机,通过以多刚体动力学理论为基础的运动学、动力学分析,得到工作装置的运动学、动力学特性曲线。在此基础上,进一步建立了刚性体和柔性体耦合的工作装置虚拟样机,得到含有柔性体的工作装置运动学、动力学特性曲线,并对两种虚拟样机的仿真结果进行了比较,证明含有柔性体的虚拟样机更接近实际物理样机。 本文研究工作为新型防爆装载机工作装置的设计和研究提供一种有效的手段。所得结论不仅对工作装置物理样机的试制和性能评估具有重要的指导意义,而且对其它复杂机械设备的运动学、动力学分析及虚拟样机的建立具有一定参考价值。
论文目录:
1 绪论
1.1 课题的背景及意义
1.2 国内外研究的现状和存在的问题
1.3 虚拟样机技术的研究及应用现状
1.3.1 虚拟样机技术研究现状
1.3.2 虚拟样机技术的应用实例
1.3.3 支持虚拟样机技术的软件
1.4 课题研究的主要内容
2 反转六连杆工作装置的总体参数确定
2.1 反转六连杆工作装置的数学模型
2.1.1 反转六连杆工作装置分析模型
2.1.2 基本参数间的相互关系
2.1.3 工作装置基本关系式的建立
2.1.4 装载机工作装置运动学分析
2.2 装载机工作装置作业性能指标
2.2.1 工作装置的卸载性
2.2.2 工作装置的平移性
2.2.3 工作装置的自动放平性
2.2.4 工作装置的动力性
2.3 装载工作装置总体参数
2.3.1 总掘起力
2.3.2 卸载高度与卸载距离
2.3.3 油缸参数
2.3.4 运输位置时的铲斗位置角UA_5
2.3.5 工作时间的计算
2.4 本章小结
3 工作装置的参数化特征建模与运动学分析
3.1 工作装置零件参数化特征建模过程
3.2 工作装置的虚拟装配
3.3 工作装置工作过程运动学仿真
3.3.1 基于Pro/ENGINEER 工作装置的运动学仿真基本流程
3.3.2 工作装置的动态模拟
3.3.3 工作装置的干涉检查
3.3.4 工作装置的运动分析
3.4 本章小结
4 基于ADAMS 工作装置虚拟样机多刚体运动学和动力学分析
4.1 ADAMS 运动学方程
4.2 ADAMS 动力学方程
4.3 ADAMS 环境中工作装置虚拟样机的建立
4.3.1 ADAMS 环境中工作装置虚拟样机的建立流程
4.3.2 Pro/E 环境下工作装置装配模型的导入
4.3.3 定义装载机工作装置的约束和驱动
4.3.4 对工作装置虚拟样机施加载荷
4.4 ADAMS 环境中工作装置虚拟样机的仿真
4.4.1 工作装置对称载荷工况
4.4.2 工作装置对称载荷工况仿真分析
4.4.3 工作装置极限偏载工况
4.5 本章小结
5 工作装置虚拟样机有限元与柔体动力学分析
5.1 基于Pro/MECHANICA 工作装置的有限元分析过程
5.1.1 有限元分析的方式
5.1.2 有限元分析的特点
5.1.3 有限元分析流程
5.2 基于Pro/MECHANICA 工作装置有限元分析
5.2.1 创建工作装置杆件有限元分析模型
5.2.5 有限元模型求解与后处理结果
5.3 基于ADAMS/Flex 的工作装置虚拟样机柔性体动力学分析
5.3.1 ADAMS/Flex 特点及理论依据
5.3.2 柔性体建立及动力学仿真过程
5.3.3 工作装置虚拟样机柔体运动学与动力学分析
5.4 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
附录
详细摘要
发布时间: 2005-07-12
参考文献
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