船用客梯车升降机构仿真分析及轻量化设计

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1、硕士学位论文船用客梯车升降机构仿真分析及轻量化设计SIMULATIONANDLIGHTWEIGHTDESIGNOFPASSENGERLOADINGSTEPSFORVESSELS汪英哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：U461.91学校代码：10213国际图书分类号：629密级：公开工学硕士学位论文船用客梯车升降机构仿真分析及轻量化设计硕士研究生：汪英导师：刘涛教授申请学位：工学硕士学科：车辆工程所在单位：汽车工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U461.91UniversityCode:10213U

2、.D.C:629Security:OpenDissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringSIMULATIONANDLIGHTWEIGHTDESIGNOFPASSENGERLOADINGSTEPSFORVESSELSCandidate：WangYingSupervisor：Prof.LiuTaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：VehicleEngineeringAffiliation：SchoolofAutomobileEngineeringD

3、ateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着水路运输业的发展，船用客梯车成为各大港口不可缺少的专用车辆。汽车轻量化是现代汽车工业发展的方向，轻量化技术通过减小汽车质量来降低油耗及排放，对节省能源与保护环境有重大意义。本课题以广泰空港设备股份有限公司的GTK95C船用客梯为主要研究对象，对其上的车载式剪式升降机构进行结构优化和轻量化设计，以减小客梯车整车整备质量、降低油耗、改善排放、降低成本。本课题主要以船用客梯车

4、上的升降机构为研究对象，在三维建模软件Pro/Engineer中建立升降机构的三维模型，并将其导入多体动力学分析软件ADAMS中进行结构动力学分析，进行分析时根据升降机构实际工作情况，分别对升降机构的举升工况和加载工况进行仿真模拟，得到两种不同工况下各约束副处的作用力值。并在ADAMS中建立升降机构的参数化模型，对参数化模型进行多体动力学分析，同样也需要分别对升降机构的举升工况和加载工况进行仿真模拟，得到两种不同工况下各约束副处的作用力值。随后参照升降机构实际模型在两种工况下的各约束副处作用力值，检验升降机构参数化模型在两种工况下的各约束副处作用力值，发现两种模

5、型仿真所得结果非常接近。故而，在后期的结构优化中可以不用实际模型，而采用升降机构的参数化模型进行优化，从而简化优化过程。利用ADAMS对升降机构参数化模型进行结构优化，根据优化目标可将优化过程分为两步进行：首先，假设液压缸安装距在人为调节下始终能满足要求，对升降机构剪叉臂长度进行优化，使升降机构模型各剪叉臂的受力情况趋于最优。通过优化，升降机构剪叉臂长度由初始设计时的2550mm缩短为2320mm；然后，在第一步优化的基础上，对升降机构液压缸安装位置进行优化，使升降机构模型各剪叉臂的受力情况更为合理。对完成结构优化的剪式升降机构各剪叉臂进行ANSYS有限元分析，

6、在满足剪叉臂的刚度要求的前提下，对剪叉臂进行尺寸优化，通过缩小剪叉臂管型材的厚度实现升降机构的轻量化目标，四个剪叉臂的总质量明显减小。关键词：轻量化；多体动力学；有限元分析；船用客梯车；剪式升降机构I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofthewaterwaytransportation,thepassengerloadingstepsbecometheindispensablespecial-purposevehiclesinallthemajorports.Astheautomotivelightwe

7、ightisthedevelopmentdirectionofmodernautomobileindustry,ithasgreatsignificancesinsavingfuelandreducingemission.ThisessaytakestheGTK95CpassengerloadingstepsofWeihaiGuangtaiAirportEquipmentCo.Ltd.asthemainobjectofresearch.Toreducethepassenger-vehiclecurbmass,structureoptimizationandlig

8、htweightdesi