翻车机机械式压车机构尺度与性能优化设计

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1、专业学位硕士学位论文翻车机机械式压车机构尺度与性能优化设计OptimalDesignofDimensionsandPerformancesofRailcarDumper’SClampingLinkages学号：31104044完成日期：2013—4—20大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经

2、发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：翻聋勃玉减盏匿军选魍殛．量监她达茸作者签名：——j方三复———一日期：_二止年—上月jL日大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要随着港口码头吞吐能力的提高，散状物料的翻卸效率更加受到人们重视，铁道翻车机的应用能极大的提高铁道车辆的货物翻卸效率。连杆式压车机构作为翻车机的组成部分，其作用是完成夹紧车辆的动作并保证车辆在

3、卸货全过程中一直处于稳定状态。由于连杆式压车机构需要同时满足运动、载荷与空间要求，因此用传统的设计方法如精确点图解法、几何解析法等均难以实现设计要求。本文针对翻车机的工作特点，将设计要求转化为优化模型的约束条件，并运用优化的方法对连杆式压车机构进行尺度综合，得到机构尺度及配重的最优方案。本文围绕着压车机构的设计过程开展了以下工作：首先，对车辆及其所载货物的重力载荷的变化情况进行了分析与计算。基于货箱内积料均匀分布与偏载分布两种极限分布形式的假设，利用几何法求解了在翻车机任意工作角度下的货物剩余重力及重心

4、位置；并在此基础上，运用质心定理，求解了车辆与货物的总重力与总重心位置，为后面压车机构的设计提供了重力载荷依据。其次，分析并建立了压车机构的环路位移方程，通过求解位移方程得到了机构各构件的位移关系；列出了压车机构及车辆的平面力系平衡方程，得到了各构件的受力分析模型；通过分析夹紧力曲线特性找到翻卸过程的危险工作角度，并给出了翻卸安全条件。第三，以双夹紧臂配重锤质量最小为目标，以安全翻卸条件(倾翻侧与非倾翻侧的货箱受力)和机构工作位置与空间等设计要求为约束条件，以压车机构机架铰链点和杆长为优化变量，建立了翻

5、车机机械式压车机构及其双夹紧臂配重锤的优化设计模型。并运用MATLAB工具箱的非线性约束优化函数对该模型进行了求解，得到满足各项约束条件的最优解。最后，将优化得到的机构尺度及配重的结果代入总位移方程与平面力系平衡方程，联立求解，从机构及车辆的运动、受力、空间三个方面校核机构尺度与配重方案。经验证，本设计方案完全满足设计要求，已经为企业所采用。关键词：翻车机；机构；优化设计；位移方程；力学模型翻车机机械式压车机构尺度与性能优化设计OptimalDesignofDimensionsandPerformanc

6、esofRailcarDumper’sClampingLinkagesAbstractWiththeimprovementoftheporthandlingcapacity，peoplepaymoreattentiontodumpingefficiencyofbulkmaterials，theapplicationofrailwaydumpergreatlyimprovestheefficiency．Asapartofrailcardumper，clampinglinkagesplaytheroleof

7、holdingrailcarandkeepitstableinthewholedumpingprocess．Becauseofclampinglinkagesneedtomeettherequirementofmovement，loadandspaceatsametime，traditionaldesignmethodssuchastheexact-pointgraphicalmethod，geometricanalyticalmethodaredifficulttoachievethedesignre

8、quirements．Basedonthecharacteristicsofrailcardumper’Sworkprocess，thedesignrequirementsareconvertedintoconstraints，whileoptimizationmethodisusedinthispapertosynthesisclampinglinkages．Focusingonthedesignprocessofclampinglink