280噸礦用車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及構(gòu)件動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性研究.pdf

1、結(jié)合280噸礦用車課題研發(fā)的背景，考察了此類重型自卸車目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了其主要技術(shù)特點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)與市場(chǎng)前景，著重討論了其轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與技術(shù)，認(rèn)識(shí)到開發(fā)一款主流級(jí)別的礦用車輛具有充分的必要性和緊迫性。然后，在全面分析了礦山運(yùn)輸業(yè)務(wù)特點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)制造水平等因素的基礎(chǔ)上，明確了課題研究的現(xiàn)實(shí)意義，提出本次的研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)。
　　接下來，提出了280噸礦用車的總體方案，采用了模塊化設(shè)計(jì)理念，選擇了多軸線數(shù)、電動(dòng)輪全輪驅(qū)

2、動(dòng)、全輪轉(zhuǎn)向以及油氣懸架等主要技術(shù)特點(diǎn)，然后充分考慮了先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可行性原則，確定了汽車的質(zhì)量參數(shù)、輪胎型號(hào)以及轉(zhuǎn)向模式等與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)密切相關(guān)的參數(shù)。
　　然后，主要對(duì)各類轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)形式進(jìn)行了分析，選擇了適合本車的轉(zhuǎn)向模式與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)形式。在這里，本文利用了模塊化的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)該車具備轉(zhuǎn)向模式切換的功能，以提高不同的工況下車輛經(jīng)濟(jì)性和靈活性?；诎⒖寺D(zhuǎn)角原理，推導(dǎo)了多軸轉(zhuǎn)向的各輪理論轉(zhuǎn)角的求解通式。同時(shí)，還考察了車輛龐大的外尺寸

3、對(duì)國(guó)內(nèi)露天礦山道路的適應(yīng)情況。
　　在確定轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)形式、轉(zhuǎn)向理論以及轉(zhuǎn)向模式的基礎(chǔ)上，利用多體動(dòng)力學(xué)軟件Adams根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)要求，遵循簡(jiǎn)化原則，建立了五軸線礦用車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)參數(shù)化模型，進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真，驗(yàn)證了模型的正確性。然后，進(jìn)行了兩種轉(zhuǎn)向模式切換面向轉(zhuǎn)角誤差的可行性分析，改善了原始初值，提高了后續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的效率和效果。最后，基于所搭建的多體動(dòng)力學(xué)模型，實(shí)施了優(yōu)化設(shè)計(jì)，目標(biāo)函數(shù)值降幅達(dá)到30％，兩種轉(zhuǎn)向模式下的轉(zhuǎn)角性能都達(dá)到了期望

4、的要求。
　　最后，基于優(yōu)化后的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)模型，對(duì)轉(zhuǎn)向桿系進(jìn)行受力仿真分析，得出了特定極限工況下協(xié)調(diào)桿的受載情況，求解了滿足靜強(qiáng)度和靜力穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)條件。面向動(dòng)力穩(wěn)定性問題，建立了其物理模型和數(shù)學(xué)模型，分析相關(guān)微分方程的特點(diǎn)和臨界頻率的求解方法。提出了桿件避免動(dòng)力失穩(wěn)的設(shè)計(jì)方案和臨界寬度概念，并針對(duì)本車的具體問題，得出了協(xié)調(diào)桿的主要設(shè)計(jì)參數(shù)。然后，對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)的橫向協(xié)調(diào)桿進(jìn)行了模態(tài)分析，驗(yàn)證表明其固有頻率與簡(jiǎn)化的理想桿件解析值相差甚小