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移动模架造桥机结构有限元分析.doc

移动模架造桥机结构有限元分析【优秀有限元分析全套课程毕业设计含三维建模】

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移动 有限元分析 毕业设计 三维建模 移动模架造桥机结构有限元分析
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移动模架造桥机结构有限元分析【优秀有限元分析全套课程毕业设计含三维建模】

【带任务书】【32页@正文14600字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

任务书.doc

移动模架造桥机结构有限元分析.doc

三维建模

参考文献资料

有限元分析

任务书

课题名称移动模架造桥机结构有限元分析

课题任务：本课题主要针对YZS900t 上行式移动模架造桥机的主要迎风面的结构进行有限元分析。该造桥机可以用来建造 24m 和 32m 跨度的混凝土梁，并能在施工现场独立完成原位现浇及逐孔成桥。现根据已知条件对该机械（其主要参数见表1）的主要迎风面进行ANSYS分析，并对此结构抵抗风速变化时进行动态分析。

参考数据：

YZS900t 移动模架造桥机的全长 72.07 米，整机的重量约为 530 吨；

表1. YZS900t 移动模架造桥机的主要技术参数

设计工作量：1.造桥机主要结构总成图1张；2.零件工作（迎风面结构分析图）图张；3.编写毕业设计说明书。

进度计划：根据机械与电气工程学院2011级毕业设计实施方案，暂定进度计划如下：

1．开题报告：2015春第2周（2015.3.9-13）。

2．课题研究：2014年秋期第19周学生开展课题调研并初定设计步骤方案；2015春期第1-3周指导教师进行毕业设计指导；4-5周：主要结构的分析计算；6-8周：主要结构总成图；9-10周：迎风面结构分析图；1－10周学生每日填写“工作手册”；9-10周：编写论文及毕业设计说明书。

3．中期检查：2015年春期第7周，学院组织中期检查。

4．完成课题：2015年春期第10周末之前（5月8号），学生提交毕业设计。

5．毕业答辩：2015年春期第11周（5月15日）。

摘  要

造桥机模架用来支撑发动机.变速传动系统以及造桥机乘员.此外模架还为车轮提供安装位置,从而使整个模架又支撑在车轮上.造桥机的前轮作为转向轮可以左右摆动.由于模架是整个造桥机的支撑部分,因此其材料和结构必须有相当的强度和刚性,同时又要求重量轻巧,以便高速行驶.其中两轮造桥机车辆在静止状态时,必须借助于支架来保持平衡:在行驶过程中,必须靠操控来保持平衡.因此,两轮模架要尽量采用重量轻,刚性好的管材或板材.另外在零部件的组成方式上大都以外露的形式装配在模架上的一定空间范围内,在外观造型方面也十分考究. 造桥机的使用范围广泛,种类繁多,为了适应各种车辆的使用要求,必须设计出各种不同特性的模架,一般来说,造桥机模架的形式以发动机的大小而异,具体说,是由车辆性能加工的形式以及使用状况的不同而定的.从大的组合结构形式来看,分为两大类:1.?由多个简单件通过一定的工艺组合成一个空间框架结构体,即空间结构型模架.2.以一个主梁为主体骨架,加上一些辅助安装件组成的主体梁式结构模架造桥机的使用范围广泛,种类繁多,为了适应各种车辆的使用要求,必须设计出各种不同特性的模架,一般来说,造桥机模架的形式以发动机的大小而异,具体说,是由车辆性能加工的形式以及使用状况的不同而定的.从大的组合结构形式来看,分为两大类:1.?由多个简单件通过一定的工艺组合成一个空间框架结构体,即空间结构型模架.2.以一个主梁为主体骨架,加上一些辅助安装件组成的主体梁式结构模架

关键词：饲料装置；； 改进设计

Abstract

  The development direction of harvester will be to high-tech direction, making out the applicability of harvester is the development of the market, is very promising for different regions developed different harvester. Thus, the corresponding manufacturing combine high performance is the development of foreign harvester. The rice combine harvester can complete harvesting, threshing, separation and bagging operations at one time. The machine has the advantages of small volume, The development direction of harvester will be to high-tech direction, making out the applicability of harvester is the development of the market, is very promising for different regions developed different harvester. Thus, the corresponding manufacturing combine high performance is the development of foreign harvester. The rice combine harvester can complete harvesting, threshing, separation and bagging operations at one time. The machine has the advantages of small volume, light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium-sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field.light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium-sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field Thus, the corresponding manufacturing combine high performance is the development of foreign harvester. The rice combine harvester can complete harvesting, threshing, separation and bagging operations at one time. The machine has the advantages of small volume, light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium-sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field.light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium-sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field.

.

Key Words: rice thresher threshing; improved design;

目  录

摘  要III

AbstractIV

目  录V

第1章 绪论1

第2章 总体方案确定3

2.1  国内外模架概况6

2.2造桥机模架总体设计8

2.2.1造桥机模架的类型定位10

2.2.2 造桥机模架的整机结构及选择12

2.2.3 造桥机模架的主要承载13

第3章 模架零部件设计15

3.1  支架主体18

3.2  支撑板20

第4章 力学分析21

4.1  有限元简介22

4.2  模型处理23

4.3  前处理24

4.4  工况设定25

4.5  后处理26

4.6  结果分析27

结论28

参考文献29

致  谢30

第1章绪论

造桥机模架用来支撑发动机.变速传动系统以及造桥机乘员.此外模架还为车轮提供安装位置,从而使整个模架又支撑在车轮上.造桥机的前轮作为转向轮可以左右摆动.由于模架是整个造桥机的支撑部分,因此其材料和结构必须有相当的强度和刚性,同时又要求重量轻巧,以便高速行驶.其中两轮造桥机车辆在静止状态时,必须借助于支架来保持平衡:在行驶过程中,必须靠操控来保持平衡.因此,两轮模架要尽量采用重量轻,刚性好的管材或板材.另外在零部件的组成方式上大都以外露的形式装配在模架上的一定空间范围内,在外观造型方面也十分考究. 造桥机的使用范围广泛,种类繁多,为了适应各种车辆的使用要求,必须设计出各种不同特性的模架,一般来说,造桥机模架的形式以发动机的大小而异,具体说,是由车辆性能加工的形式以及使用状况的不同而定的.从大的组合结构形式来看,分为两大类:1.?由多个简单件通过一定的工艺组合成一个空间框架结构体,即空间结构型模架.2.以一个主梁为主体骨架,加上一些辅助安装件组成的主体梁式结构模架造桥机的使用范围广泛,种类繁多,为了适应各种车辆的使用要求,必须设计出各种不同特性的模架,一般来说,造桥机模架的形式以发动机的大小而异,具体说,是由车辆性能加工的形式以及使用状况的不同而定的.从大的组合结构形式来看,分为两大类:1.?由多个简单件通过一定的工艺组合成一个空间框架结构体,即空间结构型模架.2.以一个主梁为主体骨架,加上一些辅助安装件组成的主体梁式结构模架造桥机的使用范围广泛,种类繁多,为了适应各种车辆的使用要求,必须设计出各种不同特性的模架,一般来说,造桥机模架的形式以发动机的大小而异,具体说,是由车辆性能加工的形式以及使用状况的不同而定的.从大的组合结构形式来看,分为两大类:1. 由多个简单件通过一定的工艺组合成一个空间框架结构体,即空间结构型模架.2.以一个主梁为主体骨架,加上一些辅助安装件组成的主体梁式结构模架.按结构形式分类

摇篮式模架:其特点是造桥机发动机的安装状态犹如婴儿被放在框架的摇篮中一样,所以称为摇篮式模架.这些空间结构的模架在强度和刚性方面都要好的多,所以大功率造桥机.高速竞赛车广泛地采用这种模架.

  摇篮式模架又可细分为

⑴双排管摇篮式模架：从模架转向立管至发动机下方由两根并排钢管配置.,如LX250-8,

参考文献

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内容简介：
附件 5 长江师范学院毕业设计（论文）任务书 课题名称 移动模架造桥机结构有限元分析 学生姓名 张凯旋 学号 201114261110 专业、年级 机械设计制造及其自动化 2011级 本科 1班 课题任务： 本课题主要 针对 YZS900t 上行式移动模架造桥机 的主要迎风面的结构 进行 有限元分析 。 该 造桥机 可以用来建造 24m 和 32m 跨度的混凝土梁，并能在施工现场独立完成原位现浇及逐孔成桥 。 现 根据已知条件 对该机械 （其主要参数见表 1） 的主要迎风面进行 ANSYS分析 ，并对此结构抵抗风速变化 时 进行动态分析 。 参考 数据： YZS900t 移动模架造桥机的全长 72.07 米，整机的重量约为 530 吨 ； 表 1. YZS900t 移动模架造桥机 的主要技术参数 设计工作量： 1.造桥机主要结构总成图 1 张 ； 2.零件工作 （迎风面结构 分析图 ） 图 32 张；3.编写毕业设计说明书。 nts 进度计划： 根据机械 与电气 工程学院 2011 级毕业设计实施方案，暂定进度计划如下： 1开题报告： 2015 春第 2 周（ 2015.3.9-13） 。 2课题研究： 2014 年 秋 期 第 19 周学生开展课题调研并初定设计步骤方案； 2015 春期第 1-3 周 指导教师进行毕业设计指导； 4-5 周： 主要结构的分析 计算 ； 6-8 周： 主要结构 总成图 ； 9-10 周： 迎风面结构分析图 ； 1 10 周学生每日填写“工作手册”； 9-10 周：编写 论文及 毕业设计说明书。 3中期检查： 2015 年 春 期第 7 周，学院组织中期检查。 4完成课题： 2015 年 春 期第 10 周末之前 （ 5 月 8 号） ，学生提交毕业设计。 5毕业答辩： 2015年 春 期第 11周 （ 5月 15日） 。 提交文档： 1毕业设计开题报告； 2毕业设计中期总结； 3毕业设计课题内容资料： 造桥机主要结构总成图 ； 零件工作 （ 迎风面结构分析图）图 ；毕业设计说明书 。 4毕业设计工作手册； 5毕业答辩 PPT。 发出日期 2015.1.10 课题计划完成日期 2015.05.08 指导教师签名 学生签名 学院公章 机械 与电气 工程学院 注：本表装入学生资料袋。 nts1 宁 毕业设计 (论文 ) 移动模架造桥机结构有限元分析 所在学院 机械与电气工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 指导老师 2015 年 3 月 31 日 nts II 摘 要 造桥机模架 用来支撑发动机 .变速传动系统以及 造桥机 乘员 .此外 模架 还为车轮提供安装位置 ,从而使整个 模架 又支撑在车轮上 .造桥机 的前轮作为转向轮可以左右摆动 .由于模架 是整个 造桥机 的支撑部分 ,因此其材料和结构必须有相当的强度和刚性 ,同时又要求重量轻巧 ,以便高速行驶 .其中两 轮 造桥机 车辆在静止状态时 ,必须借助于支架来保持平衡 :在行驶过程中 ,必须靠操控来保持平衡 .因此 ,两轮 模架 要尽量采用重量轻 ,刚性好的管材或板材 .另外在零部件的组成方式上大都以外露的形式装配在 模架 上的一定空间范围内 ,在外观造型方面也十分考究 . 造桥机 的使用范围广泛 ,种类繁多 ,为了适应各种车辆的使用要求 ,必须设计出各种不同特性的 模架 ,一般来说 ,造桥机模架 的形式以发动机的大小而异 ,具体说 ,是由车辆性能加工的形式以及使用状况的不同而定的 .从大的组合结构形式来看 ,分为两大类 :1. 由多个简单件通过一定的工艺组合成一个空间 框架结构体 ,即空间结构型 模架 .2.以一个主梁为主体骨架 ,加上一些辅助安装件组成的主体梁式结构 模架造桥机的使用范围广泛 ,种类繁多 ,为了适应各种车辆的使用要求 ,必须设计出各种不同特性的 模架 ,一般来说 ,造桥机模架 的形式以发动机的大小而异 ,具体说 ,是由车辆性能加工的形式以及使用状况的不同而定的 .从大的组合结构形式来看 ,分为两大类 :1. 由多个简单件通过一定的工艺组合成一个空间框架结构体 ,即空间结构型 模架 .2.以一个主梁为主体骨架 ,加上一些辅助安装件组成的主体梁式结构 模架 关键词： 饲料装置； 改进设计 nts III Abstract The development direction of harvester will be to high-tech direction, making out the applicability of harvester is the development of the market, is very promising for different regions developed different harvester. Thus, the corresponding manufacturing combine high performance is the development of foreign harvester. The rice combine harvester can complete harvesting, threshing, separation and bagging operations at one time. The machine has the advantages of small volume, The development direction of harvester will be to high-tech direction, making out the applicability of harvester is the development of the market, is very promising for different regions developed different harvester. Thus, the corresponding manufacturing combine high performance is the development of foreign harvester. The rice combine harvester can complete harvesting, threshing, separation and bagging operations at one time. The machine has the advantages of small volume, light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium-sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field.light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium-sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field Thus, the corresponding manufacturing combine high performance is the development of foreign harvester. The rice combine harvester can complete harvesting, threshing, separation and bagging operations at one time. The machine has the advantages of small volume, light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium-sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field.light weight, flexible operation, through and good adaptability, can better solve the problem of big, medium-sized harvester to harvest in the hilly, mountainous and paddy field. . Key Words: rice thresher threshing; improved design; nts IV 目 录 摘 要 . II Abstract. III 目 录 . IV 第 1 章 绪论 . 5 第 2 章 总体方案确定 . 3 2.1 国内外 模架 概况 . 6 2.2 造桥机模架 总体设计 . 8 2.2.1 造桥机模架 的类型定位 . 10 2.2.2 造桥机模 架 的整机结构及选择 . 12 2.2.3 造桥机模架 的主要承载 . 1 错误 !未定义书签。 第 3 章 模架 零部件设计 . 15 3.1 支架主体 . 18 3.2 支撑板 . 20 第 4 章 力学分析 . 21 4.1 有限元简介 . 22 4.2 模型处理 . 23 4.3 前处理 . 24 4.4 工况设定 . 25 4.5 后处理 . 26 4.6 结果分析 . 2 错误 !未定义书签。 结论 . 29 参考文献 . 30 致 谢 . 30 nts 5 第 1章 绪论 造桥机模架 用来支撑发动机 .变速传动系统以及 造桥机 乘员 .此外 模架 还为车轮提供安装位置 ,从而使整个 模架 又支撑在车轮上 .造桥机 的前轮作为转向轮可以左右摆动 .由于 模架 是整个 造桥机 的支撑部分 ,因此其材料和结构必须有相当的强度和刚性 ,同时又要求重量轻巧 ,以便高速行驶 .其中两轮 造桥机 车辆在静止状态时 ,必须借助于支架来保持平衡 :在行驶过程中 ,必须靠操控来保持平衡 .因此 ,两轮 模架 要尽量采用重量轻 ,刚性好的管材或板材 .另外在零部件的组成方式上大都以外露的形式装配在 模架 上的一定空间范围内 ,在外观造型方面也十分考究 . 造桥机 的使用 范围广泛 ,种类繁多 ,为了适应各种车辆的使用要求 ,必须设计出各种不同特性的 模架 ,一般来说 ,造桥机模架 的形式以发动机的大小而异 ,具体说 ,是由车辆性能加工的形式以及使用状况的不同而定的 .从大的组合结构形式来看 ,分为两大类 :1. 由多个简单件通过一定的工艺组合成一个空间框架结构体 ,即空间结构型 模架 .2.以一个主梁为主体骨架 ,加上一些辅助安装件组成的主体梁式结构 模架造桥机 的使用范围广泛 ,种类繁多 ,为了适应各种车辆的使用要求 ,必须设计出各种不同特性的 模架 ,一般来说 ,造桥机模架 的形式以发动机的大小而异 ,具体说 ,是由车辆性 能加工的形式以及使用状况的不同而定的 .从大的组合结构形式来看 ,分为两大类 :1. 由多个简单件通过一定的工艺组合成一个空间框架结构体 ,即空间结构型 模架 .2.以一个主梁为主体骨架 ,加上一些辅助安装件组成的主体梁式结构 模架造桥机 的使用范围广泛 ,种类繁多 ,为了适应各种车辆的使用要求 ,必须设计出各种不同特性的 模架 ,一般来说 ,造桥机模架 的形式以发动机的大小而异 ,具体说 ,是由车辆性能加工的形式以及使用状况的不同而定的 .从大的组合结构形式来看 ,分为两大类 :1. 由多个简单件通过一定的工艺组合成一个空间框架结构体 ,即空间结构 型 模架 .2.以一个主梁为主体骨架 ,加上一些辅助安装件组成的主体梁式结构 模架 .按结构形式分类 摇篮式 模架 :其特点是 造桥机 发动机的安装状态犹如婴儿被放在框架的摇篮中一样 ,所以称为摇篮式 模架 .这些空间结构的 模架 在强度和刚性方面都要好的多 ,所以大功率造桥机 .高速竞赛车广泛地采用这种 模架 . 摇篮式 模架 又可细分为 双排管摇篮式 模架 ：从 模架 转向立管至发动机下方由两根并排钢管配置 .,如LX250-8, nts 6 叉形管摇篮式 模架 ：以单根钢管与 模架 转向立管相接 ,而在发动机下方为两根并排 钢管配置 ,例如 LX150-. 由 单根钢管构成摇篮框架的称为单管摇篮式 模架 . 这三种 模架 在使用上的区别是 (即在成车开发时对 模架 的选择 ):根据发动机的结构形式不同而采用相应的 模架 .除与发动机的大小和形状外其中最主要的原因是为了更合理地布置发动机的排气管及进气管 .如双缸和四缸发动机排气管分置两侧 ,一般易采用叉形管或单管的 模架 .三缸发动机排气管置于中间和两边 ,多采用双排管 模架 .单缸发动机也采用双排管 模架 或叉形管 模架 . 摇篮式 模架 不但有理想的强度和刚性 .而且造型美观 ,有力感 ,利于成车的结构布置 .但这种 模架 的生产制造工艺技术要求较高 . 跨接式菱形 模架 :(如 LX125GY-4A)它的特点是省去了发动机下方的 模架 部 ,直接利用发动机本身这一刚性体作为 模架 的一个组成部分 ,将 模架 连接起来 .所以这种 模架 是依靠发动机把菱形的不连续部分跨接而成 ,因此称它为跨接式菱形 模架 由于这种 模架 是把发动机作为 模架 的一个构件 ,模架 所承受的震动和冲击 ,也就是发动机体要受的震动和冲击 .因此 ,它的缺点是发动机曲轴箱有可能产生变形而影响发动机的性能 .其优点是省去了 模架 下面的材料 ,模架 重量减轻 ,结构简单 .多用于中排量的 造桥机 ,特别是越野车 .另外 ,为了能获得理想的最低离地高度时 ,也较多采用这种 模架 .在大排量的 造桥机 中 ,解决了发动机的连接强度问题 ,也逐渐采用了这种 模架 nts第 2 章 总体方案确定 7 脊梁悬挂式 模架 :例 :LX90,LX80,它不像摇篮式 模架 那样把发动机置于框架之内 ,而是把发动机下面的 模架 部分全部省去 ,从 模架 转向立管到 模架 尾部以一个较大的主体骨架形成一个好像脊梁骨一样的构件 ,发动机以脊梁的方式安装于脊梁的下部 ,所以这类模架 为脊梁悬挂式 模架 . 此类 模架 基本上都是采用左右结构组合的冲压薄钢板形成的 ,或用钢管和钢板混合组成 模架 ,如 :LX110-3. 这种 模架 结构简单 ,适于大量生 ,但由于脊梁部位受运行中的冲击负荷较大 ,同时 又受发动机震动的影响 ,容易产生应力集中的弱点 .因此 ,断面形状设计必须根据成车的载荷状况慎重考虑 ,特别是轮距较大的车型 ,应有足够大的断面面积和理想的断面形状 .这种 模架 在强度和刚性上受结构的一定限制 ,同时成车辅助零件的空间布置比较困难 ,一般多用于中小型两轮 造桥机 . 此类 模架 又可分为上脊梁式和下脊梁式 .所谓上脊梁式就是主体脊梁位于东梁上方 ,一般大体形状呈 “ T” 字形，其优点是在主脊梁前部可以设置一个较大的燃油箱，这种 模架 大都用于中小型 造桥机 如 LX90。 下脊梁式 模架 与上脊梁式 模架 的主要区别在，下脊梁式 模架 的脊梁前部向下弯曲形成一个适当空间，这样乘骑者可以从座垫前面方便上下车。所以，这类 模架 也称为弯梁 模架 。则类结构的车辆运载货物较为方便。 组合揺臂式 模架 及其它 模架 。此类 模架 多用于踏板车及三轮车，因我司基本上无此种车型这里就不介绍了。 按材料分类 管材 模架 。此类 模架 的组成部分又钢管构成，采用高频焊管，其上焊有支耳。支座，用以安装发动机，悬架等部件或总成。钢管截面为圆形、正方形或矩形。较先进的 模架往往采用正方形或矩形截面的钢管，因为这种钢管的平面上便于焊接支耳或支座。与园截面钢管 模架 相比，在平面上更方便 定位，使其在 模架 实现过程利于工艺控制，其缺点是，在重量相同的条件下，非园截面钢管的强度揺略逊于圆形截面。 管材 模架 的特点是能利用小直径的钢管构成大型的 模架 ，获得有效的零部件利用空间，便于造型，美观使用，具有理想的强度和刚性。这种 模架 不但广泛的用于大排量 造桥机 ，也常被小排量 造桥机 采用。它结构简单，生产方便，造价抵。 nts 8 由于这种 模架 的连接部位较多，特别是小直径管空间结构的 模架 ，连接的形成直接影响到 模架 的强度和可靠性，以前多采用铸造、锻造的连接头来增加连接的可靠性，但不便于大量生产。随着先进的焊接技术的发展以及加工 工艺水平的提高，如气体保护焊的普遍使用，管口成形技术的生产实现（冲口。切口），数控双模弯管等技术采用，大大的提高了管材之间的连接可靠程度，并有利于大批量生产。 板材 模架 ：这种 模架 是薄钢板结构的 模架 ，一般主体部分都是 1-2mm 厚的钢板冲压成形后焊接组合而成。此类 模架 大都为主体梁结构的形式，并以左右对合方式合成。为了使 模架 主要断面有足够的强度和刚性，断面形状和面积都应予以充分考虑，在容易产生应力集中的地方，如 模架 立管。平叉管，发动机安装孔等部位，一般都用加强板，加强肋等方法来增加强度。 板式 模架 主体部分一般为大 断面造型，可以利用其所形成的空间合理的布置零部件。从生产工艺来看，它主要的构成件是左右 模架 板，因此它最适合于大批量冲压生，但整体式大 模架 板模具制造困难，加工周期长。 3板、管合成 模架 ：管式和板式 模架 各有所长，合成 模架 是兼有两者优点的 模架形式。具体讲就是冲压成形的钢板代替管式 模架 中复杂的接头部分。 模架 的结构特点和组成 一辆 造桥机 如果没有坚固的 模架 作为成车的基础结构，无疑是一堆松散的零部件，对 造桥机 的 模架 而言，正确的结构造型比选择 模架 的材料更为重要。 模架 的前端是 模架 转向立管，此处通过推力轴承与前叉， 减震机构连接，抵抗来自前轮的冲击和颠簸， 模架 中下部的平叉轴与平叉铰接，并通过后减震器连接，组成造桥机 后悬挂，抵抗来自后轮的震动，此外发动机的正确安装 ,其他部件的合理布置，这些都是设计 模架 所必须考虑的问题。当然它不只是把分散的零部件组合成一个整体，还必须确保下面两项主要功能。 1 模架 必须能在载荷 作用下保持结构上的完整，换句话说，当一辆供某种用途的 造桥机 在行驶时， 模架 必须具有足够的强度。所谓“供某种用途”，是因为受力状况随 造桥机 用途不同（例如一般道路用车、越野车、公路赛车等）而不同，所以，对 模架的设计及材 料选择，都应考虑到某种受力的特征。 2 模架 必须能够在相应的载荷作用时保持前、后车轮的平直度、共面性。即 模架应有足够的刚性，不致于产生影响行驶稳定性的弹性弯曲或扭曲。其次还要考虑材料的nts第 2 章 总体方案确定 9 节省，尽可能减少构件的数量和接头，简化装配和制造过程，对车种的适应性，如何预防翻车、撞车时所产生的强冲击力等。 下面再介绍一下具体的 模架 构成中其重要部位及各自所具有的功能： 1转向立管 转向立管是任何形成的 造桥机模架 必不可少的部分，它是前轮转向系统和车体部分的唯一连接点。 造桥机 在运行中通过它抵抗来自凸凹路面的冲击力，制动的惯 性力，手把转动的横向载荷等，其受力状况十分复杂，可以认为是在杂复交变力条件下工作，为增强此处的强度和刚性，除必须对 模架 主体进行可靠的焊接外，还需要用加强板加固它与 模架 的连接。为了使车体与前轮转向系统通过立管进行有机的连接，在立管内设置了推动轴承，从而实现了前轮转向系统与车体之间转向灵性又无上下窜动，确保车辆的稳定性和安全性。 2平叉管 平叉管是平叉随同后减振器的转动中心， 造桥机 的平叉在静止无负荷的情况下，大都与水平线有一定的夹角，作为链条式末级传动的车，驱动链条还不得于平叉发生干涉，特别是越野车，由 于减震运动的行程较长，平叉的转动弧度也就较大，车辆上、下振动时，链条很容易与平叉加强杆干涉，因而普遍采用尼龙套式橡胶套来减小链条与平叉加强横杆的干涉，根据这种结构特点，平叉管中心的位置必须在决定发动机小飞链轮的同时确定下来，此外，根据一般乘车姿势时的人体工程来看，搁脚位置应设置于平叉管中心附近，因此，平叉管中心一般都作为整个 模架 的设计基础（即基准）。 3倒三角形布局 在平叉管中心的前面，设有发动机，上部设有座垫，平叉设有后轮，在这三者形成的倒三角形的范围内，是 造桥机 附属机构安装的有效空间，如：空滤器、蓄电 池等，如何恰当地布置在这一范围，与 模架 倒三角形空间的设计有关，它直接影响 模架 的高度和宽度，成车座垫的高度和位置，它还决定了成车的布局以及操作性能。 4后减震器安装轴 模架 的后减震安装轴，是决定后减震器安装倾斜度的重要因素，当其安装位置不等当时，会降低成车的舒适性。 5发动机在 模架 上的连接支点 发动机是 造桥机 的心脏，在 模架 上如何正确可靠地安装发动机，是对 模架 的主要要nts 10 求之一。 发动机活塞作功和曲轴高速旋转所产生的强烈振动，直接影响 模架 的强度，解决的方法主要从两个方面着手，一是设法降低发动机本身的振动，比如加 平衡轴等方法，另一种就是在 模架 安装部位用橡胶减震来解决，车辆在行驶中，受左右惯性力的作用，对模架 的刚性影响较大。对于利用发动机的刚性来提高 模架 刚性的结构， 模架 和发动机不能采用减震胶套的形成，而是直接固定连接。 第 2 章 总体方案确定 2.1 国内外 模架 概况 摇篮式 模架 :其特点是 造桥机 发动机的安装状态犹如婴儿被放在框架的摇篮中一样 ,所以称为摇篮式 模架 .这些空间结构的 模架 在强度和刚性方面都要好的多 ,所以大功率造桥机 .高速竞赛车广泛地采用这种 模架 . 摇篮式 模架 又可细分为 双排管摇篮式 模架 ：从 模架 转向 立管至发动机下方由两根并排钢管配置 .,如nts第 2 章 总体方案确定 11 LX250-8, 叉形管摇篮式 模架 ：以单根钢管与 模架 转向立管相接 ,而在发动机下方为两根并排 钢管配置 ,例如 LX150-. 由单根钢管构成摇篮框架的称为单管摇篮式 模架 . 这三种 模架 在使用上的区别是 (即在成车开发时对 模架 的选择 ):根据发动机的结构形式不同而采用相应的 模架 .除与发动机的大小和形状外其中最主要的原因是为了更合理地布置发动机的排气管及进气管 .如双缸和四缸发动机排气管分置两侧 ,一般易采用叉形管或单管的 模架 .三缸发动机排气管置于中间和两边 ,多采用双排管 模架 .单 缸发动机也采用双排管 模架 或叉形管 模架 . 摇篮式 模架 不但有理想的强度和刚性 .而且造型美观 ,有力感 ,利于成车的结构布置 .但这种 模架 的生产制造工艺技术要求较高 . 跨接式菱形 模架 :(如 LX125GY-4A)它的特点是省去了发动机下方的 模架 部 ,直接利用发动机本身这一刚性体作为 模架 的一个组成部分 ,将 模架 连接起来 .所以这种 模架 是依靠发动机把菱形的不连续部分跨接而成 ,因此称它为跨接式菱形 模架 由于这种 模架 是把发动机作为 模架 的一个构件 ,模架 所承受的震动和冲击 ,也就是发动机体要受的震动和冲击 .因此 ,它的缺点是发动机曲轴箱有可能 产生变形而影响发动机的性能 .其优点是省去了 模架 下面的材料 ,模架 重量减轻 ,结构简单 .多用于中排量的 造桥机 ,特别是越野车 .另外 ,为了能获得理想的最低离地高度时 ,也较多采用这种 模架 .在大排量的 造桥机 中 ,解决了发动机的连接强度问题 ,也逐渐采用了这种 模架 脊梁悬挂式 模架 :例 :LX90,LX80,它不像摇篮式 模架 那样把发动机置于框架之内 ,而是把发动机下面的 模架 部分全部省去 ,从 模架 转向立管到 模架 尾部以一个较大的主体骨架形成一个好像脊梁骨一样的构件 ,发动机以脊梁的方式安装于脊梁的下部 ,所以这类模架 为脊梁悬挂式 模架 . 此类 模 架 基本上都是采用左右结构组合的冲压薄钢板形成的 ,或用钢管和钢板混合组成 模架 ,如 :LX110-3. 这种 模架 结构简单 ,适于大量生 ,但由于脊梁部位受运行中的冲击负荷较大 ,同时又nts 12 受发动机震动的影响 ,容易产生应力集中的弱点 .因此 ,断面形状设计必须根据成车的载荷状况慎重考虑 ,特别是轮距较大的车型 ,应有足够大的断面面积和理想的断面形状 .这种 模架 在强度和刚性上受结构的一定限制 ,同时成车辅助零件的空间布置比较困难 ,一般多用于中小型两轮 造桥机 . 此类 模架 又可分为上脊梁式和下脊梁式 .所谓上脊梁式就是主体脊梁位于东梁上方 ,一般大体形状呈 “ T” 字形，其优点是在主脊梁前部可以设置一个较大的燃油箱，这种 模架 大都用于中小型 造桥机 如 LX90。 下脊梁式 模架 与上脊梁式 模架 的主要区别在，下脊梁式 模架 的脊梁前部向下弯曲形成一个适当空间，这样乘骑者可以从座垫前面方便上下车。所以，这类 模架 也称为弯梁 模架 。则类结构的车辆运载货物较为方便。 组合揺臂式 模架 及其它 模架 。此类 模架 多用于踏板车及三轮车，因我司基本上无此种车型这里就不介绍了。 2.2 造桥机模架 总体设计 跨接式菱形 模架 :(如 LX125GY-4A)它的特点是省去了发动机下方的 模架 部 ,直接利用发动机本身这一刚性体作为 模架 的一个组成部分 ,将 模架 连接起来 .所以这种 模架 是依靠发动机把菱形的不连续部分跨接而成 ,因此称它为跨接式菱形 模架 由于这种 模架 是把发动机作为 模架 的一个构件 ,模架 所承受的震动和冲击 ,也就是发动机体要受的震动和冲击 .因此 ,它的缺点是发动机曲轴箱有可能产生变形而影响发动机的性能 .其优点是省去了 模架 下面的材料 ,模架 重量减轻 ,结构简单 .多用于中排量的 造桥机 ,特别是越野车 .另外 ,为了能获得理想的最低离地高度时 ,也较多采用这种 模架 .在大排量的 造桥机 中 ,解决了发动机的连接强度问题 ,也逐渐采用了这种 模架 脊梁悬挂式 模架 :例 :LX90,LX80,它不像摇篮式 模架 那样把发动机置于框架之内 ,而是把发动机下面的 模架 部分全部省去 ,从 模架 转向立管到 模架 尾部以一个较大的主体骨架形成一个好像脊梁骨一样的构件 ,发动机以脊梁的方式安装于脊梁的下部 ,所以这类模架 为脊梁悬挂式 模架 . nts第 2 章 总体方案确定 13 2.2.1 造桥机模架 的类型定位 这三种 模架 在使用上的区别是 (即在成车开发时对 模架 的选择 ):根据发动机的结构形式不同而采用相应的 模架 .除与发动机的大小和形状外其中最主要的原因是为了更合理地布置发动机的排气管及进气管 .如双缸和四缸发动机排气管 分置两侧 ,一般易采用叉形管或单管的 模架 .三缸发动机排气管置于中间和两边 ,多采用双排管 模架 .单缸发动机也采用双排管 模架 或叉形管 模架 . 摇篮式 模架 不但有理想的强度和刚性 .而且造型美观 ,有力感 ,利于成车的结构布置 .但这种 模架 的生产制造工艺技术要求较高 . 跨接式菱形 模架 :(如 LX125GY-4A)它的特点是省去了发动机下方的 模架 部 ,直接利用发动机本身这一刚性体作为 模架 的一个组成部分 ,将 模架 连接起来 .所以这种 模架 是依靠发动机把菱形的不连续部分跨接而成 ,因此称它为跨接式菱形 模架 由于这种 模架 是把发动机作为 模架 的一个构件 ,模架 所承受的震动和冲击 ,也就是发动机体要受的震动和冲击 .因此 ,它的缺点是发动机曲轴箱有可能产生变形而影响发动机的性能 .其优点是省去了 模架 下面的材料 ,模架 重量减轻 ,结构简单 .多用于中排量的 造桥机 ,特别是越野车 .另外 ,为了能获得理想的最低离地高度时 ,也较多采用这种 模架 .在大排量的 造桥机 中 ,解决了发动机的连接强度问题 ,也逐渐采用了这种 模架 脊梁悬挂式 模架 :例 :LX90,LX80,它不像摇篮式 模架 那样把发动机置于框架之内 ,而nts 14 是把发动机下面的 模架 部分全部省去 ,从 模架 转向立管到 模架 尾部以一个较大的主体骨架形成一个好像 脊梁骨一样的构件 ,发动机以脊梁的方式安装于脊梁的下部 ,所以这类模架 为脊梁悬挂式 模架 . 此类 模架 基本上都是采用左右结构组合的冲压薄钢板形成的 ,或用钢管和钢板混合组成 模架 ,如 :LX110-3. 2.2.2 造桥机模架 的整机结构及选择 1转向立管 转向立管是任何形成的 造桥机模架 必不可少的部分，它是前轮转向系统和车体部分的唯一连接点。 造桥机 在运行中通过它抵抗来自凸凹路面的冲击力，制动的惯性力，手把转动的横向载荷等，其受力状况十分复杂，可以认为是在杂复交变力条件下工作，为增强此处的强度和刚性，除必须对 模架 主体 进行可靠的焊接外，还需要用加强板加固它与 模架 的连接。为了使车体与前轮转向系统通过立管进行有机的连接，在立管内设置了推动轴承，从而实现了前轮转向系统与车体之间转向灵性又无上下窜动，确保车辆的稳定性和安全性。 2平叉管 平叉管是平叉随同后减振器的转动中心， 造桥机 的平叉在静止无负荷的情况下，大都与水平线有一定的夹角，作为链条式末级传动的车，驱动链条还不得于平叉发生干涉，特别是越野车，由于减震运动的行程较长，平叉的转动弧度也就较大，车辆上、下振动时，链条很容易与平叉加强杆干涉，因而普遍采用尼龙套式橡胶套来减 小链条与平叉加强横杆的干涉，根据这种结构特点，平叉管中心的位置必须在决定发动机小飞链轮的同时确定下来，此外，根据一般乘车姿势时的人体工程来看，搁脚位置应设置于平叉管中心附近，因此，平叉管中心一般都作为整个 模架 的设计基础（即基准）。 3倒三角形布局 在平叉管中心的前面，设有发动机，上部设有座垫，平叉设有后轮，在这三者形成的倒三角形的范围内，是 造桥机 附属机构安装的有效空间，如：空滤器、蓄电池等，如何恰当地布置在这一范围，与 模架 倒三角形空间的设计有关，它直接影响 模架 的高度和nts第 2 章 总体方案确定 15 宽度，成车座垫的高度和位置，它还决定了 成车的布局以及操作性能。 4后减震器安装轴 模架 的后减震安装轴，是决定后减震器安装倾斜度的重要因素，当其安装位置不等当时，会降低成车的舒适性。 5发动机在 模架 上的连接支点 发动机是 造桥机 的心脏，在 模架 上如何正确可靠地安装发动机，是对 模架 的主要要求之一。 发动机活塞作功和曲轴高速旋转所产生的强烈振动，直接影响 模架 的强度，解决的方法主要从两个方面着手，一是设法降低发动机本身的振动，比如加平衡轴等方法，另一种就是在 模架 安装部位用橡胶减震来解决，车辆在行驶中，受左右惯性力的作用，对模架 的刚性影响较大。对于利用发 动机的刚性来提高 模架 刚性的结构， 模架 和发动机不能采用减震胶套的形成，而是直接固定连接。 2.2.3 造桥机模架 的主要承载 分为两大类 :1. 由多个简单件通过一定的工艺组合成一个空间框架结构体 ,即空间结构型 模架 .2.以一个主梁为主体骨架 ,加上一些辅助安装件组成的主体梁式结构 模架造桥机 的使用范围广泛 ,种类繁多 ,为了适应各种车辆的使用要求 ,必须设计出各种不同特性的 模架 ,一般来说 ,造桥机模架 的形式以发动机的大小而异 ,具体说 ,是由车辆性能加工的形式以及使用状况的不同而定的 .从大的组合结构形式来看 ,分为两大类 :1. 由多个简单件通过一定的工艺组合成一个空间框架结构体 ,即空间结构型 模架 .2.以一个主梁为主体骨架 ,加上一些辅助安装件组成的主体梁式结构 模架 .按结构形式分类 摇篮式 模架 :其特点是 造桥机 发动机的安装状态犹如婴儿被放在框架的摇篮中一样 ,所以称为摇篮式 模架 .这些空间结构的 模架 在强度和刚性方面都要好的多 ,所以大功率造桥机 .高速竞赛车广泛地采用这种 模架 . 摇篮式 模架 又可细分为 双排管摇篮式 模架 ：从 模架 转向立管至发动机下方由两根并排钢管配置 .,如LX250-8, nts 16 叉形管摇篮式 模架 ：以单根钢管与 模架 转向立管相接 ,而在发动机下方为两根并排 由单根钢管构成摇篮框架的称为单管摇篮式 模架 . 这三种 模架 在使用上的区别是 (即在成车开发时对 模架 的选择 ):根据发动机的结构形式不同而采用相应的 模架 .除与发动机的大小和形状外其中最主要的原因是为了更合理地布置发动机的排气管及进气管 .如双缸和四缸发动机排气管分置两侧 ,一般易采用叉形管或单管的 模架 .三缸发动机排气管置于中间和两边 ,多采用双排管 模架 .单缸发动机也采用双排管 模架 或叉形管 模架 . 摇篮式 模架 不但有理想的强度和刚性 .而且造型美观 ,有力感 ,利于成车的结构布置 .但这种 模架 的生产制造工 艺技术要求较高 . nts第 3 章 破碎装置设计 17 第 3 章 模架 零部件设计 3.1 支架主体 这三种 模架 在使用上的区别是 (即在成车开发时对 模架 的选择 ):根据发动机的结构形式不同而采用相应的 模架 .除与发动机的大小和形状外其中最主要的原因是为了更合理地布置发动机的排气管及进气管 .如双缸和四缸发动机排气管分置两侧 ,一般易采用叉形管或单管的 模架 .三缸发动机排气管置于中间和两边 ,多采用双排管 模架 .单缸发动机也采用双排管 模架 或叉形管 模架 . 摇篮式 模架 不但有理想的强度和刚性 .而且造型美观 ,有力感 ,利于成车的结构布置 .但这种 模架 的生产制造工艺技术要求较 高 . 跨接式菱形 模架 :(如 LX125GY-4A)它的特点是省去了发动机下方的 模架 部 ,直接利用发动机本身这一刚性体作为 模架 的一个组成部分 ,将 模架 连接起来 .所以这种 模架 是依靠发动机把菱形的不连续部分跨接而成 ,因此称它为跨接式菱形 模架 由于这种 模架 是把发动机作为 模架 的一个构件 ,模架 所承受的震动和冲击 ,也就是发动机体要受的震动和冲击 .因此 ,它的缺点是发动机曲轴箱有可能产生变形而影响发动机的性能 .其优点是省去了 模架 下面的材料 ,模架 重量减轻 ,结构简单 .多用于中排量的 造桥机 ,特别是越野车 .另外 ,为了能获得理想的最低离地高 度时 ,也较多采用这种 模架 .在大排量的 造桥机 中 ,解决了发动机的连接强度问题 ,也逐渐采用了这种 模架 脊梁悬挂式 模架 :例 :LX90,LX80,它不像摇篮式 模架 那样把发动机置于框架之内 ,而是把发动机下面的 模架 部分全部省去 ,从 模架 转向立管到 模架 尾部以一个较大的主体骨架形成一个好像脊梁骨一样的构件 ,发动机以脊梁的方式安装于脊梁的下部 ,所以这类模架 为脊梁悬挂式 模架 . 3.2 支撑板 nts 18 这种 模架 结构简单 ,适于大量生 ,但由于脊梁部位受运行中的冲击负荷较大 ,同时又受发动机震动的影响 ,容易产生应力集中的弱点 .因此 ,断面 形状设计必须根据成车的载荷状况慎重考虑 ,特别是轮距较大的车型 ,应有足够大的断面面积和理想的断面形状 .这种 模架 在强度和刚性上受结构的一定限制 ,同时成车辅助零件的空间布置比较困难 ,一般多用于中小型两轮 造桥机 . 此类 模架 又可分为上脊梁式和下脊梁式 .所谓上脊梁式就是主体脊梁位于东梁上方 ,一般大体形状呈 “ T” 字形，其优点是在主脊梁前部可以设置一个较大的燃油箱，这种 模架 大都用于中小型 造桥机 如 LX90。 下脊梁式 模架 与上脊梁式 模架 的主要区别在，下脊梁式 模架 的脊梁前部向下弯曲形成一个适当空间，这样乘骑者可以从 座垫前面方便上下车。所以，这类 模架 也称为弯梁 模架 。则类结构的车辆运载货物较为方便。 组合揺臂式 模架 及其它 模架 。此类 模架 多用于踏板车及三轮车，因我司基本上无此种车型这里就不介绍了。 nts宁波大红鹰学院毕业设计（论文） 19 第 4 章力学分析 本设计中模型参考现有 造桥机模架 建立。重点部分为机身，工作部分，钻头部分，也就是受力部分，为后续做分析做模型基础。 建模如下图所示 4.3 有限元分析 4.3.1 模型导入 1 ANSYS 与 Solidworks 之间的数据转换 nts 20 使用 ANSYS 进行有限元分析时，技术人员在进行三维模型的建立过程中耗费了大量 的时间与精力。由于 ANSYS 自带的建模功能非常有限，只能建立一些结构简单的模型。随着 ANSYS 的应用日益广泛，在很多时候需要对非常复杂的模型进行有限元模型的建立，其需要处理的模型也越来越复杂，ANSYS 自带的建模功能显出很多的不足之处。 Solidworks 作为一款三维 CAD 软件，其拥有强大的参数化建模能力，可以建立非常复杂的实体模型。因此，如果充分利用 Solidworks 快速准确建模的特长，把在 Solidworks 建立好的模型导入到 ANSYS 中进行分析就可以很好地解决 ANSYS 建模能力的不足。现在，大 多数的技术人员都是利用三维CAD 软件建模，通过 ANSYS 与三维 CAD 软件之间的图形接口将建立好的模型导入到 ANSYS。了解 ANSYS 与 Solidworks 之间的导入接口，能有效提高模型质量，简化分析工作，对 CAE 分析人员有着非常重要的意义。将模型导入 ansys 软件，如下图所示： nts第 10 章 破碎装置其他部分设计 21 进入 ansys 界面，在 model 模块中，点击 geometry 拖进 project schematic 界面，然后在 analysis systems 中点击 static structural 模块，将其拖到刚刚创建的 geometry 模块上 。 4.3.2 模型特性定义 进入分析模块界面，如下图所示 首先对模型进行材质定义，点击 model，弹出界面，如下，在 assignment框后面选择 structural steel。结构钢，点击确认，对材料成功赋予材质。如下图 nts 22 4.3.3 网格划分 使用 ANSYS 进行有限元分析时，技术人员在进行三维模型的建立过程中耗费了大量的时间与精力。由于 ANSYS 自带的建模功能非常有限，只能建立一些结构简单的模型。随着 ANSYS 的应用日益广泛，在很多时候需要对非常复杂的模型进行有限元模型的建立，其需要处理的模 型也越来越复杂，ANSYS 自带的建模功能显出很多的不足之处。 Solidworks 作为一款三维 CAD 软件，其拥有强大的参数化建模能力，可以建立非常复杂的实体模型。因此，如果充分利用 Solidworks 快速准确建模的特长，把在 Solidworks 建立好的模型导入到 ANSYS 中进行分析就可以很好地解决 ANSYS 建模能力的不足。现在，大多
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本文标题：移动模架造桥机结构有限元分析【优秀有限元分析全套课程毕业设计含三维建模】
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