新型重力式液压破碎锤的建模、仿真及优化设计

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1、学校代码：10856中I冬丨分nTH137；7,号：M060112134硕士学位论文Master、Thesis新型重力式液压破碎锤的建模、论文题目仿真及优化设计车辆工程专业孔德飞作者姓名杨国平指导教师完成曰期2014年12月中图分类号：TH137.7学校代码；10856学号：M060112134上海工程技术大学硕士学位论文新型重力式液压破碎锤的建模、仿真及优化设计作者姓名：孔德飞指导教师：杨国平专业：车辆工程学院：汽车工程学院申请学位：工学硕士完成时间：2014年12月评阅人：张建武教授邢彦锋副教授答辩委员会主席：张违武教授_____________1£员：喻凡教授王岩松教

2、授^邢彦锋副教授赵晓昱副教授UniversityCode：10856StudentID:M060112134MODELINGSIMULATIONANDOPTIMIZATIONDESIGNOFNEWGRAVITYHYDRAULICHAMMERCandidate:DefeiKongSupervisor:GuopingYangMajor:VehicleEngineeringAutomotiveEngineeringCollegeShanghaiUniversityofEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaDecember,2014上海工程技术大学

3、学位论文原创性声明本人郑重声明：所递交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担=学位论文作者签名：如镜、％曰期：2^丨r年1月丨j曰上海工程技术大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海工程技术大学可以将本学位论文的全部或部分内容编

4、入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密Isi/(请在以上方框内打“v”）学位论文作者签名：指导教师签名曰期：丨&年$月G曰曰期：Xc>丨巧I月0曰新型重力式液压破碎锤的建模、仿真及优化设计摘要液压破碎锤是一种重要的工程破碎设备，安装在特种车辆上使用，广泛应用于各种工程破碎施工现场。随着社会的发展，对于液压破碎锤性能的要求也越来越高。为了克服现有破碎锤存在的不足，适应市场的需要，本文设计了一种新型重力式液压破碎锤并且对其进行了研究，填补了国内超大冲击能破碎锤研究领域的空白。新型重力式

5、液压破碎锤具有冲击能大、结构简单、易于加工、生产成本低、使用和维修方便等特点，本文针对该破碎锤做了以下研究工作：文中阐述了新型重力式液压破碎锤的工作原理以及结构特点，并详细分析了新型重力式液压破碎锤的落锤式的冲击活塞以及滑轮组传动机构的特点。绘制了新型重力式液压破碎锤的结构图，对新型重力式液压破碎锤的主要组成部分以及各个零部件进行了尺寸及结构设计。新型重力式液压破碎锤输出冲击能由液压缸的活塞行程来控制，介绍了数字式液压缸在新型重力式液压破碎锤的活塞行程控制方面的应用并建立了新型重力式液压破碎锤液压控制系统的结构图。根据新型重力式液压破碎锤的尺寸和结构特点，运用三维建模软件C

6、ATIA对所有零部件进行了三维实体建模。对零部件进行了虚拟装配并对装配体做了空间干涉分析。根据相关的设计原则对新型重力式液压破碎锤的关键部件冲击活塞和钎杆进行了结构优化设计，改变了冲击活塞及钎杆的结构以利于提高其可靠性与使用寿命，使新型重力式液压破碎锤能够更加平稳有效的工作。结合多体动力学仿真软件ADAMS进行了动力学、运动学以及碰撞力学的理论分析，为新型重力式液压破碎锤的仿真工作提供理论基础。将在CATIA中装配的新型重力式液压破碎锤三维实体模型导入ADAMS中，建立新型重力式液压破碎锤的虚拟样机模型。对新型重力式液压破碎锤的相关参数进行计算，为进行虚拟样机分析提供参数依

7、据。对虚拟样机模型进行了仿真实验分析，得到了新型重力式液压破碎锤在一般工况和最大冲击能工况时的各个运动参数，为关键部件的有限元分析做了准备。对有限元法的基本理论进行了阐述，为新型重力式液压破碎锤关键部件的有限元I分析提供了理论基础。将钎杆和冲击活塞的三维实体模型导入ANSYS中生成有限元模型，定义相关参数后对有限元模型施加载荷，进行有限元分析。得到了关键部件在最大冲击能工况下应力应变分布情况。根据有限元分析的结果，对钎杆进行了基于参数化设计语言APDL的结构优化设计，得到了钎杆的最佳设计尺寸。实现了减轻钎杆重量，降