折臂式高空作業(yè)車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、本文所研究的折臂式高空作業(yè)車是在特定環(huán)境下，為適應(yīng)國(guó)家重大工程項(xiàng)目復(fù)雜安裝與操作工況而研制的專用設(shè)備。與一般高空作業(yè)車的工作條件不同，它工作于較為狹窄的空間和場(chǎng)地中，用于不同高度、不同部位及不同方向的高精密光學(xué)組件的拆裝。不僅要求安全可靠，還對(duì)尺寸大小、結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)形式、整機(jī)重量和結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性等都提出了較為苛刻的要求。因此，一臺(tái)新型的專用折臂式高空作業(yè)車的設(shè)計(jì)及分析是實(shí)際樣機(jī)研制必不可少的重要前提。本文的工作正是圍繞此任務(wù)而重

2、點(diǎn)展開。
　　作為實(shí)際樣機(jī)研制的先行工作，折臂式高空作業(yè)車的設(shè)計(jì)分析的主要內(nèi)容有如下幾個(gè)方面：總體方案設(shè)計(jì)、主要機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。本文的工作不僅包含理論的計(jì)算分析，并還將配合整體研發(fā)的進(jìn)度，完成設(shè)計(jì)圖紙的繪制。
　　首先根據(jù)各種特殊的需求，結(jié)合具體的工作環(huán)境，選定了結(jié)構(gòu)型式，規(guī)劃了整車組成，確定了設(shè)計(jì)指標(biāo)，然后提出了設(shè)計(jì)方案，并對(duì)工作空間進(jìn)行了校核?？傮w方案設(shè)計(jì)完成后，對(duì)主體結(jié)構(gòu)與主要機(jī)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)

3、計(jì)計(jì)算。采用的設(shè)計(jì)方法包括傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)法、設(shè)計(jì)計(jì)算、查詢?cè)O(shè)計(jì)手冊(cè)等，應(yīng)用的設(shè)計(jì)工具有AutoCAD、Pro/E、Matlab等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算軟件。二維的設(shè)計(jì)結(jié)果用于獲得工程圖以指導(dǎo)加工制造，三維的設(shè)計(jì)結(jié)果便于交流時(shí)的理解與觀看，并可避免或減少干涉之類的錯(cuò)誤。
　　設(shè)計(jì)工作完成后，分別對(duì)主體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性進(jìn)行了校核計(jì)算，應(yīng)用大型通用有限元分析軟件ANSYS對(duì)主體結(jié)構(gòu)的“兩種主要工況的極限受力情況”進(jìn)行了分析計(jì)算。整個(gè)過

4、程包括各部分的有限元建模、整車組裝與求解計(jì)算、對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析。所選用的單元包括模擬主體結(jié)構(gòu)的板殼單元shell63、模擬液壓油缸的梁?jiǎn)卧猙eam44、以及模擬平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)的桿單元link8。
　　考慮到高空作業(yè)車在運(yùn)動(dòng)過程中的受力與振動(dòng)特性，對(duì)其進(jìn)行了動(dòng)態(tài)特性的研究。首先，應(yīng)用ANSYS對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)和工作裝置進(jìn)行模態(tài)分析，求得其固有頻率和模態(tài)振型，以指導(dǎo)后續(xù)設(shè)計(jì)、改進(jìn)及使用；然后，對(duì)折臂機(jī)構(gòu)應(yīng)用等效元素法進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，建立了