GKZ型高空作业车上、下臂结构设计及ANSYS有限元分析

GKZ型高空作业车上、下臂结构设计及ANSYS有限元分析

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摘要

高空作业车是用来运送工作人员和工作装备到指定高度进行作业的特种车辆。本文主要以“GKZ型高空作业车”上、下臂结构为研究对象，对上、下臂进行结构设计和ANSYS有限元分析。根据高空作业车的最大作业高度14米，在满足作业高度的前提下，进行高空作业臂的结构设计：首先根据使用要求选择作业臂材料的类型；其次根据最大作业高度确定上、下臂的长度；再经过受力分析利用强度来确定臂的截面尺寸及油缸的铰接位置；再进行强度、刚度、稳定性的校核，查看作业臂的尺寸是否符合要求；利用solidworks软件进行实体建模,将实体模型导入ANSYS软件中。其材料属性定义为：弹性模量为2.1e11，泊松比为0.3，钢的密度为。根据有限元分析结果，找出结构设计中的不合理因素，提出改进方案。

关键词：高空作业车；结构设计；有限元分析； ANSYS

ABSTRACT

....

Keywords：aerial work car; Structure design; The finite element analysis; ANSYS

第一章绪论 1

1.1 概述 1

1.1.1 高空作业机械行业的发展现状 1

1.1.2 高空作业机械行业存在的问题 2

1.1.3 高空作业机械行业的发展 2

1.2高空作业车分类 3

1.2.1 型式 3

1.2.2 规格型号 3

1.2.3 基本参数 4

1.3 本课题产品概况 4

1.3.1整机结构简介 4

1.3.2作业车作业状态主要技术参数 5

1.4 课题的提出 5

1.5 本课题研究的意义 5

第二章高空作业车工作臂的结构设计 6

2.1材料的选择 6

2.2计算工作臂的长度 6

2.2.1上臂长度确定 6

2.2.2中、下臂长度确定 7

2.2.3伸缩臂长度确定 8

2.3确定油缸铰点的位置 8

2.3.1确定上臂液压缸铰点的位置 8

2.3.2确定中臂液压缸铰点的位置 9

2.3.3确定下臂液压缸铰点的位置 9

2.4 折叠臂截面尺寸的确定 10

2.4.1上臂截面尺寸 10

2.4.2 计算中臂的截面尺寸 10

2.4.3 计算下臂的截面尺寸 11

2.5 工作臂的校核 11

2.5.1几种危险工况状态 11

2.5.2工作臂校核 12

第三章工作臂有限元分析 16

3.1有限元分析简介 16

3.1.1有限元网格划分的基本原则 16

3.2 ANSYS Workbench 17

3.2.1软件概述 17

3.2.2 ANSYS Workbench分析一般过程 17

3.2.3建立三维模型 18

3.3对三种工况有限元分析 19

3.3.1工况Ⅰ 19

3.3.2工况Ⅱ 20

3.3.3工况Ⅲ 21

结论 23

参考文献 24

致谢 25

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