集沙鏟是軌道除沙車的重要工作部件。針對集沙鏟在使用過程中受沖擊力大,鏟板刃緣變形嚴重等問題,對集沙鏟鏟板的受力情況進行了研究。該研究旨在通過離散元法,研究分析集沙鏟的集沙和受力過程,得到改善集沙鏟受力的方法。首先,對離散元法的實驗和數(shù)值仿真現(xiàn)狀進行了分析。分析總結(jié)了國內(nèi)外關(guān)于離散元法在鏟板切削方面研究的文獻。在總結(jié)已有經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,得出本文的研究思路。其次,建立了仿真模型。通過參數(shù)標(biāo)定和實驗驗證,完成了沙土顆粒的參數(shù)標(biāo)定工作。對集沙鏟模型進行了簡化,利用離散元法對集沙鏟與沙土的相互作用過程進行了數(shù)值仿真。結(jié)果得到了顆粒的運動分布和集沙鏟的受力狀況。進而,對5種相近刃緣集沙鏟在不同轉(zhuǎn)速、不同集沙深度工況下的集沙受力開展了比較工作,同時對沙土顆粒的形態(tài)分布進行了研究。結(jié)果表明集沙鏟的受力與刃緣傾角相關(guān)性很大。研究認為改變集沙鏟的刃緣傾角可以優(yōu)化集沙鏟的受力。之后,對5種相近刃緣的集沙鏟進行了有限元分析。分析了5種形狀集沙鏟的受力和變形狀況,并對變形和受力的最大值隨刃緣角度的變化開展了二次多項式曲線擬合。結(jié)果發(fā)現(xiàn)集沙鏟刃緣傾角在30°附近時,集沙鏟的最大應(yīng)力、應(yīng)變和變形均較可獲得較小的值,遠... 

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 數(shù)值模擬
        1.2.2 試驗研究
    1.3 論文的主要內(nèi)容和研究方法
        1.3.1 文章的主要內(nèi)容
        1.3.2 課題的研究方法
第二章 鏟板集沙過程研究
    2.1 離散單元法的基本理論
        2.1.1 DEM顆粒的計算理論
        2.1.2 DEM與多體動力學(xué)的耦合計算理論
    2.2 離散元數(shù)值模型的建立
        2.2.1 沙土顆粒的模型建立
        2.2.2 沙土本征參數(shù)的標(biāo)定與實驗
    2.3 DEM仿真模型的建立
        2.3.1 集沙鏟模型的簡化
        2.3.2 仿真過程介紹
        2.3.3 仿真結(jié)果分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 鏟板集沙受力分析
    3.1 改變鏟板刃緣的理論基礎(chǔ)
    3.2 顆粒的沖擊受力分布
    3.3 鏟板集沙過程中的受力分析
        3.3.1 集沙鏟的總受力分析
        3.3.2 集沙鏟的三向受力分析
    3.4 不同集沙深度的受力分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 鏟板的有限元分析
    4.1 FEM與 DEM耦合分析理論
        4.1.1 Workbench與有限元簡介
        4.1.2 耦合分析的特點
    4.2 集沙鏟的有限元分析
        4.2.1 有限元分析的原因
        4.2.2 不同形狀集沙鏟的應(yīng)力應(yīng)變分析
        4.2.3 分析結(jié)果的說明與比較
    4.3 本章小結(jié)
第五章 鏟板受力的試驗研究
    5.1 試驗臺的搭建
        5.1.1 實驗裝置
        5.1.2 信號采集裝置
    5.2 不同刃緣鏟板的扭矩對比分析
        5.2.1 不同刃緣鏟板的單周期集沙扭矩對比
        5.2.2 變轉(zhuǎn)速下集沙鏟的扭矩分析
    5.3 試驗與仿真的對比分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論和展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3709572