基于ansys的桥梁检测车有限元分析及优化1

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1、摘要桥梁在一个国家的交通运输和经济发展中占有十分重要的位置，而桥梁的检测则是保证桥梁安全运营的重要手段。随着技术的发展，桥梁检测车已经发展成为专业桥梁检测领域中必不可少的专用设备，桁架式桥梁检测车更是代表了桥梁检测车的主流发展方向，具有广阔的市场前景。本文的研究对象为QJS18C桁架式桥梁检测车，采用有限元法对该车结构进行了有限元分析和优化。本文认真研究了桥梁检测车的结构组成和工作原理，对桥检车各组成部件进行了合理的模型处理和简化，利用有限元分析软件ANSYS的APDL语言，采用自底向上的建模方式，建立了各部件的有限元参数化模型。按照

2、真实情况采用合理的方式模拟各部件间的连接关系，将各部件组成一个整体。通过以上工作建立了桁架式桥梁检测车整车的有限元分析模型。本文首先对桥梁检测车整车结构进行了静力分析，选取了桥检车工作过程中常用的10种工况，按实际情况施加约束和载荷，获得了不同工况下各部件的应力分布和变形等详细力学性能；针对该10种工况，对上车工作装置进行了模态分析，确定了结构的固有频率和模态振型等信息，可避免结构在工作过程中发生共振现象。然后取垂直臂为主要研究对象，采用接触单元来模拟垂直臂与滑块之间的滑动连接，得到了更为精细准确的结果，通过改变垂直臂的结构参数进行分

3、析比较，可以看到不同参数变化对垂直臂性能的影响；取工作平台为主要研究对象，分析了伸缩臂的受力特点，按实际情况进行加载对危险工况下的滚轮和伸缩臂进行了接触分析，获得了接触区域的应力、应变分布，并比较了不同的滚轮材料对接触行为的影响，为设计过程中零部件的选型提供了理论依据。最后为实现整车轻量化和提高整车的性能和稳定性，对关键部件进行了优化和改进，包括对支腿的板厚进行优化减重，对车架平台和一回转设计不合理的地方进行改进等。改进的结果不仅减少了整车重量，而且提高了整车性能。论文中提出的一些方法可用于同类型的桥检车的分析中，论文的分析成果为设计

4、人员对结构的改进和优化提供了理论依据。关键词：桥梁检测车；有限元分析；模态分析；接触分析89AbstractThebridgeoccupiesaveryimportantpositioninacountry’stransportationandeconomicdevelopment,andbridgedetectionisanimportantmeanstoensurethesafeoperationofthebridge.Withthedevelopmentoftechnology,thebridgeinspectionvehicl

5、ehasbecomeanindispensablespecialequipmentintheprofessionalbridgetestfield,andthetrusstypebridgeinspectionvehicleismorerepresentativeofthemainstreamdevelopingdirectionofbridgeinspectionvehicle,whichhasabroadmarketprospect.Thestudyobjectofthispaperisatrusstypebridgeinspec

6、tionvehiclenamedQJS18C,thefiniteelementmethodwasusedforanalysisandoptimizationofit’sstructure.Inthispaperwecarefullystudiedthestructureandworkingprincipleofbridgeinspectionvehicle,madeareasonablemodelprocessandsimplificationofthecomponentsofthevehicle,andestablishedpara

7、metricfiniteelementmodelofit’scomponentsbyusingANSYSParameterDesignLanguage(APDL),withthefrom-bottom-to-upmodelingstrategy.Accrodingtotherealsituationtosimulatetheconnectionbetweenthecomponents,thevariouspartsmakeupawhole.Throughtheabovework,weestablishedthefiniteelemen

8、tanalysismodelofthetrusstypebridgeinspectionvehiclefinally.Firstly,inthispaperweconductedthestaticanalysisabou