沙滩清洁车举升机构优化设计与仿真

以沙滩清洁为背景,基于虚拟样机技术,设计了沙滩清洁车的举升机构。首先,利用CREO实现了沙滩清洁车的举升机构三维实体建模;将其导入到ADMS/VIEW建立虚拟样机模型,通过设置材料、定义约束、加载载荷等进一步操作进行运动学仿真并测量得到各个关键铰点的受力情况。为了实现举升机构的结构设计更加合理,各个铰点采用参数化建模,使机构做进一步的优化设计。最后仿真结果表明所设计的举升机构满足使用要求,研究内容有较高的应用价值。     

沙滩清洁车举升机构性能研究

目前国内外的沙滩清洁车垃圾举升机构多采用自卸式,并使用连杆机构便可以实现举升作业,连杆机构具有多种运动形式,它可以实现往复摆动、连续转动与往复移动之间的相互转换。为了实现举升机构轻量化,对通过模态分析的沙滩清洁车举升臂进行结构优化设计。首先,利用CREO实现了沙滩清洁车的举升机构三维实体建模;然后将其导入到Workbench建立有限元模型进行模态分析;最后运用Optistruct对举升臂进行静力学结构分析。基于以上模态和静力学的分析结果对举升臂做进一步的拓扑优化。优化结果表明改进后的举升臂在保证刚强度的前提下质量由17kg减为13.77kg,减轻了19%,达到轻量化目标。     

履带式沙滩清洁车车架模态分析

基于CREO建立车架的三维结构模型,利用ANSYSWorkbench的Modal模块对车架进行模态分析。分析结果表明,车架振动以弯曲振动为主,振动区域主要集中在车架前部。车架固有频率都大于发动机怠速激励频率和路面激励频率,但是第一阶模态频率接近发动机怠速激励频率,可能引发共振。为了改善车架的模态性能,对车架进行改进,结合模态分析结果,可知改进后的车架模态性能得到改善。     

基于气固两相流的电动扫路机吸嘴结构参数设计

为了提高电动扫路机吸尘效率,利用CATIA、ANSYS-Fluent等软件对吸嘴流道模型进行建模与流场分析,讨论各参数对吸嘴内部流场影响规律,提出了吸嘴结构参数优化方案,并对吸嘴进行气固两相流分析,得到砂粒粒径、风机负压对吸尘效率影响规律。研究结果表明:当吸管倾斜角为55°、前挡板倾斜角为65°时,吸嘴内部流场更加顺畅,系统能量损失较小,在满足吸嘴吸尘效率的前提下,找到风机提供最优的负压值。最后通过实验对吸嘴主进风口关键点静压值、风速大小与仿真数据进行对比,得到的误差在规定范围内,说明模型有效,仿真结果可信。     

赛车转向梯形建模及优化设计

为了减小某FSAE赛车转向时转向轮的磨损,在ADAMS软件中,建立了该赛车前悬架和转向系统的模型,并进行了前轮同向跳动仿真和向右转向仿真。借助于ADAMS/INSIGHT软件,通过选取两组不同权重系数,对转向梯形的断开点位置进行了多目标优化设计,再次进行双轮同向跳动仿真和转向仿真。仿真结果表明,优化后的车轮前束角变化量减小,转向特性曲线更加接近理想转向特性曲线。     

基于ADAMS的沙滩清洁车举升机构仿真分析

为了研究轮式沙滩清洁车举升机构的动力学特性,基于ADAMS仿真软件平台,结合PROE建立了举升机构模型。并根据实际情况设置此机构的材料、约束、载荷等操作对整个系统进行运动学与动力学仿真分析,得到垃圾斗质心位置变化曲线和各个关键铰点的受力大小。最后仿真结果表明所设计的举升机构满足预计使用要求,为建立轮式沙滩清洁车-举升机构的实验平台提供参考依据。     

沙滩清洁车自卸托架侧板的拓扑优化设计

根据沙滩清洁车虚拟样机模型在仿真分析中所确定的典型工况,利用ANSYS软件对自卸装置中的托架侧板进行拓扑优化设计。对优化前后结果进行对比分析,表明修正后的托架侧板零件在满足强度和刚度的前提下质量减少17.1%,并改善了自卸装置托架的焊接工艺性。对复杂载荷零件轻量化设计、制造工艺性改善有一定的参考价值。     

基于变胞原理推进器的原理分析及改进设计

通过结合变胞原理,从概念上提出了一种新型高效节能推进器,并对其工作原理进行了阐述。通过分析发现其在原理上的缺陷,为此对机构进行了改进。分别通过CFX、Adams、Workbench分析,求得稳态下桨叶的受力,论证了推进器在运动原理、结构上的可行性。最后,通过计算求得其理想推进效率。     

机械安全与现代企业战略

从企业发展的角度,论述了机械安全的重要性及制造业发展战略的关系。综述国内外的发展动态,探讨我国机械安全的实施策略。     

基于TRIZ与AD的螺旋压榨脱水机创新设计及验证

针对螺旋压榨脱水机螺旋叶片和螺旋轴基于经验设计、没有科学合理的设计标准导致设计过程复杂又难以满足设计目标的问题,提出一种应用发明问题解决理论(Theory of the Solution of Inventive Problem,TRIZ)和公理设计(Axiomatic Design,AD)的集成技术创新设计方法。建立关键设计参数与TRIZ技术参数之间的联系,基于公理设计两个核心评判标准的概念,在脱水机处理能力的需求驱动下进行螺旋结构和关键尺寸设计。基于湍流耗散理论(Turbulence Eddy Dissipation)建立脱水机流体域并绘制不同转速下的湍流耗散曲线,分析曲线得到最佳螺旋转速为2 r/min,并以此最佳螺旋转速为基础进行螺旋脱水机流体域内的压力分布和密度变化曲线分析。结果表明基于TRIZ与AD的集成设计方法满足污泥处理能力和脱水目标要求,压榨之后的污泥含水率低于85%。