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移动伸缩式皮带输送机是一种新型敞开式的物料输送设备,该设备将悬臂式皮带输送机和轮胎式起重机底盘巧妙地结合在一起,可以输送煤、粮食、石块、砂砾、泥土等散装物料,还可输送大骨料或者干硬性混凝土等物料。其主要结构由布料系统、上料系统、上车系统、底盘以及电控、液压系统组成,其中布料系统是皮带输送机的核心部件,该系统主要由布料臂架、伸缩机构、布料皮带输送系统、变幅油缸等组成,布料臂架采用桁架式多节伸缩臂结构,其设计质量高低直接影响到整机的工作性能及研发成本。因此,本文针对设计布料臂架的关键技术进行研究。利用连续体拓扑优化原理以及ansys有限元软件,将拓扑优化方法用于确定布料臂架的金属结构设计,形成一套方便可行的确定金属结构形式的办法,为确定布料臂架金属结构形式提供理论支撑。采用ansys软件对布料臂架进行了参数化优化设计,降低了输送机的研发成本。通过对其优化结果进行分析,研究了臂架的结构尺寸对布料臂架强度和刚度的敏感性。

IMG_20160301_110556.jpg对优化后的布料臂架有限元建模技术进行研究,并对其进行计算分析。同时也验证了上述研究方案即布料臂架结构形式及其尺寸的确定方法的有效性。采用ansys软件对布料臂架进行动力学计算,得出其作业时的前十阶固有频率和振型,从而对物料输送系统加以控制,确保布料系统的正常作业, 本文借助pro/e、ansys和adams等软件,建立了该平台的虚拟样机模型,分析了不同工况下支腿受力和运动规律,并对折臂机构的铰点位置进行了优化,主要研究内容如下: 1、应用pro/e软件分别建立高空作业平台自行上车过程和作业过程的三维模型,将建立好的模型导入adams仿真环境,施加适当的约束与驱动后进行仿真分析,获得两种工作过程下的支腿各构件的运动学和动力学参数及其变化规律。 2、借助ansys软件生成支腿零部件的模态中性文件mnf(modalneutral file),并将其导入adams替代刚体构件,建立考虑支腿弹性变形的刚柔耦合模型,进而对整机自行上车过程和作业过程进行刚柔耦合动力学仿真计算,获得刚柔耦合模型的力、应力等随时间的变化曲线,并将获得的曲线与刚体模型曲线进行对比分析。 3、在adams环境下建立折臂机构可参数化的模型,通过软件自身的优化功能对该机构的铰点位置进行优化设计,获得了更加合理的折臂机构设计参数。 通过对高空作业平台虚拟样机刚体模型和刚柔耦合模型的分析可知,把构件自身的弹性、阻尼、惯性等因素考虑进来的刚柔耦合仿真更加接近实际;分析折臂机构铰点位置的优化结果发现,优化后的该机构在一定程度上改善了折臂油缸受力,提高了系统的起动稳定性和工作可靠性。, ● 高安全性、高作业效率和高环境适应性要求