本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS的戶外AGV車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計及疲勞壽命分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：戶外AGV(Automated Guided Vehicle)是一種用于戶外物料運輸?shù)淖詣舆\送裝置,它具有承載能力強、能適應(yīng)路徑多變、能自動裝卸物料、行走速度快且穩(wěn)定的優(yōu)點,在國外廣泛應(yīng)用于中長距離的物料配送當中。然而,我國的各大港口物料配送中心、物流園區(qū),戶外AGV的使用量并不大,且使用的AGV大都存在成本高、功能不全、速度慢、承載量小及使用壽命不長的缺點,本課題立足于改善國內(nèi)現(xiàn)有戶外AGV存在的以上缺點,結(jié)合輕量化設(shè)計、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計與疲勞壽命設(shè)計的方法,設(shè)計一種低成本、額定承載量1t、最高時速15km/h、轉(zhuǎn)彎半徑小、使用壽命長的AGV以滿足企業(yè)的需要。本課題的主要研究內(nèi)容及成果總結(jié)如下:(1)對現(xiàn)役戶外AGV的結(jié)構(gòu)形式、驅(qū)動轉(zhuǎn)向模式、移載裝置類型進行研究,提出參照AGV現(xiàn)有結(jié)構(gòu)并結(jié)合小型載貨汽車的結(jié)構(gòu)去設(shè)計一種新型的AGV的方法,提出四輪轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向模式,提出將輥道式移載用于戶外AGV的物料自動裝卸中。(2)根據(jù)給定的AGV參數(shù)與設(shè)計要求,確定AGV整個結(jié)構(gòu)的尺寸大小,對安裝在AGV上的各大總成進行總體布置,并通過運動校核驗證布置的合理性。(3)利用Pro/E建立了AGV車架、懸架系統(tǒng)、車輪總成及移載裝置的三維實體模型,基于ANSYS對車架進行了剛度分析、強度分析、模態(tài)分析及拓撲優(yōu)化,并對優(yōu)化前后車架的性能進行了比較,對后懸架鋼板彈簧進行剛度、強度驗算,最后完成了車體總的裝配模型。(4)設(shè)計一種通過四個輪轂電機直接驅(qū)動車輪的驅(qū)動系統(tǒng),通過電子差速四輪聯(lián)動轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向系統(tǒng),建立了四輪聯(lián)動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的數(shù)學模型,基于MATLAB/Simulink對AGV轉(zhuǎn)向運行軌跡與轉(zhuǎn)向橫擺角速度響應(yīng)進行了仿真分析。(5)以車架結(jié)構(gòu)為研究對象,在ADAMS中模擬車架的受載情況,獲取了車架的載荷-時間歷程,通過雨流計數(shù)法得到車架的應(yīng)力-時間歷程,結(jié)合疲勞累積損傷理論,在ANSYS/FE-SAFE中建立了疲勞分析模型,對車架進行疲勞壽命分析。在開展本課題的過程中完成了對車體結(jié)構(gòu)的三維建模;通過對車體結(jié)構(gòu)進行拓撲優(yōu)化設(shè)計,實現(xiàn)了車體結(jié)構(gòu)的輕量化,減少了AGV的生產(chǎn)成本;設(shè)計了四輪驅(qū)動的驅(qū)動系統(tǒng),解決了可能存在的驅(qū)動力不足的問題;通過對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行動力學仿真研究,得到了參考點運行軌跡與橫擺角速度響應(yīng)特性圖,解決了轉(zhuǎn)彎半徑大、轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性不足的問題;通過對車架結(jié)構(gòu)進行疲勞壽命分析,發(fā)現(xiàn)了車架結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),解決了戶外AGV疲勞壽命不足的問題,為后續(xù)的改進提供參考。
【關(guān)鍵詞】：戶外AGV 車體結(jié)構(gòu) 拓撲優(yōu)化設(shè)計 驅(qū)動轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 疲勞壽命分析
【學位授予單位】：陜西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH22
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 選題背景及意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 國外AGV的發(fā)展與研究狀況13-14
• 1.2.2 國內(nèi)AGV的發(fā)展與研究狀況14-15
• 1.3 疲勞壽命分析在車體結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用15-17
• 1.4 課題主要研究內(nèi)容及方法17-19
• 1.4.1 課題主要研究內(nèi)容17
• 1.4.2 本課題的技術(shù)難點及擬采取的解決方法17-19
• 2 AGV總體設(shè)計19-27
• 2.1 總體設(shè)計的要求及產(chǎn)品開發(fā)流程19-20
• 2.2 AGV的基本組成20-21
• 2.3 AGV主要參數(shù)的選擇21-23
• 2.4 AGV設(shè)計的基本要求23-24
• 2.5 AGV總體布置24-26
• 2.6 運動校核26
• 2.7 本章小結(jié)26-27
• 3 車體結(jié)構(gòu)設(shè)計27-53
• 3.1 車架的設(shè)計與分析28-40
• 3.1.1 車架的設(shè)計28-29
• 3.1.2 建立有限元模型29-31
• 3.1.3 剛度分析31-33
• 3.1.4 模態(tài)分析33-37
• 3.1.5 拓撲優(yōu)化設(shè)計37-40
• 3.2 懸架的設(shè)計40-47
• 3.2.1 懸架系統(tǒng)簡介40-41
• 3.2.2 麥弗遜式懸架41-44
• 3.2.3 鋼板彈簧式懸架44-47
• 3.3 車輪總成的設(shè)計47-51
• 3.3.1 車輪48-50
• 3.3.2 輪胎50-51
• 3.3.3 車輪總成51
• 3.4 整車設(shè)計51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 4 驅(qū)動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計53-67
• 4.1 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計53-55
• 4.2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計55-60
• 4.2.1 電子差速轉(zhuǎn)向概述56-57
• 4.2.2 四輪轉(zhuǎn)向的控制策略57-59
• 4.2.3 轉(zhuǎn)向的實現(xiàn)59-60
• 4.3 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)數(shù)學模型60-63
• 4.4 動力學仿真研究63-65
• 4.5 本章小結(jié)65-67
• 5 疲勞壽命分析67-83
• 5.1 疲勞破壞及疲勞壽命影響因素67-69
• 5.1.1 疲勞破壞簡介67-68
• 5.1.2 疲勞壽命的影響因素68-69
• 5.2 疲勞壽命預(yù)測方法69-75
• 5.2.1 疲勞預(yù)測簡介69-70
• 5.2.2 疲勞累積損傷理論70-72
• 5.2.3 疲勞裂紋形成壽命預(yù)測72-74
• 5.2.4 疲勞裂紋擴展壽命預(yù)測74-75
• 5.3 分析車體疲勞壽命的流程75-77
• 5.4 基于ANSYS的疲勞壽命分析與結(jié)構(gòu)改進77-82
• 5.4.1 FE-SAFE軟件介紹77-78
• 5.4.2 疲勞壽命分析78-80
• 5.4.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化80-82
• 5.5 本章小結(jié)82-83
• 6 總結(jié)與展望83-85
• 6.1 總結(jié)83
• 6.2 課題工作展望83-85
• 致謝85-87
• 參考文獻87-93
• 攻讀碩士學位期間公開發(fā)表的學術(shù)論文93-95

【參考文獻】

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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  本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS的戶外AGV車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計及疲勞壽命分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：276170