登高平台消防车结构设计及参数化软件开发研究
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摘要
本文总结了国内外登高平台消防车(以下简称平台车)的发展现状,针对巨型平台车由于作业高度高、工作幅度大,臂架、车架等结构件相应复杂的情况,提出了用结构参数化设计来解决其工况和受力分析计算繁琐和不准确的问题。详细阐述了基于力学原理建立的参数化数学模型及其参数化软件的设计与实现。
该课题是以徐州重型机械有限公司DG68 型平台车开发为研究对象,采用VC6.0 为开发平台,在设计过程中实现了对参数的便捷变更,显著提高了同系列产品结构设计及改进的效率。为了弥补参数化软件分析的不足,课题中还采用ANSYS 有限元分析法对主要结构件进行静力和屈曲分析,给出了合理的计算方法和结论,使整车结构设计更趋于合理。
This paper has summarized the current situation of the development of Elevated Platform Firefighting Truck (hereafter referred to as Platform Firefighting Truck ) both at home and abroad. Aimed at the complex situation of big Platform Firefighting Truck, such as high work height, large work range, complex structure of arm support and chassis, etc, structural parametric design is proposed for solving the complicated and inaccurate problem of operating condition and stress analysis. The parameter mathematics model based on mechanics principle and the design and realization of the parameter software are explained in detail.
This project is developed for the research object by the heavy-duty industrial Co., Ltd. Model DG68 Platform Firefighting Truck of Xuzhou. VC6.0 is adopted as the developing platform , has realized the convenient change to the parameter in the course of designing. The efficiency of structural design of the series of products has been improved notably. In order to remedy the deficiency of the parameter software, the finite element method software ANSYS is still adopted for static and buckling analyses of the main structure. Rational computing technology and conclusion are provided, making the structural design of completed car tending towards rationally even more.
该课题是以徐州重型机械有限公司DG68 型平台车开发为研究对象,采用VC6.0 为开发平台,在设计过程中实现了对参数的便捷变更,显著提高了同系列产品结构设计及改进的效率。为了弥补参数化软件分析的不足,课题中还采用ANSYS 有限元分析法对主要结构件进行静力和屈曲分析,给出了合理的计算方法和结论,使整车结构设计更趋于合理。
This paper has summarized the current situation of the development of Elevated Platform Firefighting Truck (hereafter referred to as Platform Firefighting Truck ) both at home and abroad. Aimed at the complex situation of big Platform Firefighting Truck, such as high work height, large work range, complex structure of arm support and chassis, etc, structural parametric design is proposed for solving the complicated and inaccurate problem of operating condition and stress analysis. The parameter mathematics model based on mechanics principle and the design and realization of the parameter software are explained in detail.
This project is developed for the research object by the heavy-duty industrial Co., Ltd. Model DG68 Platform Firefighting Truck of Xuzhou. VC6.0 is adopted as the developing platform , has realized the convenient change to the parameter in the course of designing. The efficiency of structural design of the series of products has been improved notably. In order to remedy the deficiency of the parameter software, the finite element method software ANSYS is still adopted for static and buckling analyses of the main structure. Rational computing technology and conclusion are provided, making the structural design of completed car tending towards rationally even more.
引文
[1] 刘尔烈,结构力学,天津大学出版社,1996
[2] 胡宗武﹑阎以诵,起重机动力学,北京机械工业出版社,1988
[3] 张质文等,起重机设计手册,中国铁道出版社,1998
[4] 王金诺﹑于兰峰,起重运输机金属结构,中国铁道出版社,2002
[5] 郑阿奇,VisualC++实用教程(第2 版),电子工业出版社,2004
[6] 顾迪民,工程起重机,哈尔滨建筑工程学院出版社,1987
[7] 席平原,应用MATLAB 工具箱实现机械优化设计,机械设计与研究,2003年03 期P40～42
[8] 屈钧利﹑韩江水,工程结构的有限元方法,西北工业大学出版社,2004
[9] 胡仁喜﹑王庆五等,Ansys8.2 机械设计高级应用实例,机械工业出版社,2005
[10]李卫民﹑段敏,举高消防车CAD 系统的研制,辽宁工学院学报, 2003年04 期P9～11
[11]蒋篙贤,专用汽车设计,武汉大学出版社,1994
[12]王国强,实用工程数值模拟技术及其在ANSYS 上的实践,西北工业大学出版社,2000
[13]王海洋﹑方国昌等,CAD 二次开发中变结构变参数设计方法的技巧,机械工程师,2000 年12 期P21～24
[14]李卫民﹑赵彤,基于网络的汽车起重机变幅油缸CAD 系统研究,机械制造,2004 年11 期P18～21
[15]莫海军﹑胡青春,基于MATLAB 算法的机械优化设计,机电工程技术,2002年06 期P92～93
[16]李卫民﹑赵春霞,举高消防车变幅系统CAD 的开发,机械制造, 2002年02 期P13～15
[17]陈景斌﹑李琦英,重视高空作业车登高平台消防车的稳定性,建设机械技术与管理,1997 年03 期
[18]张连民﹑李晶,消防车技术的发展及其特点,消防技术与产品信息,2005年09 期
[19]孙延明,起重机典型工况特性分析专家系统的研究,工程机械,1996 年09 期
[20]须雷,起重机的现代设计方法,起重机械,1996 年08 期
[21]王金诺等,现代设计理论与方法在起重运输机械中的应用和展望,起重运输机械,1996 年08 期
[22]上官文斌等,AutoCAD 系统应用接口与参数化设计,机械设计与制造,1996 年04 期
[23]陈英杰,大挠度悬臂梁的计算,燕山大学学报,2003 年03 期
[24]卢耀祖﹑冯虹等,大型汽车起重机臂架系统回转起动动态分析,建筑机械化,1997 年第04 期P20～23
[25]卢耀祖﹑邓长根等,160t 全地面汽车起重机臂架系统的动态分析,工程机械,1997 年08 期P16～18
[26]田凌等,基于CAD 系统的产品建模方法,机械科学与技术,1998 年05期
[27]袁明道等,基于AutoCAD 的有限元网格半自动剖分,工程设计CAD 及自动化,1998 年04 期
[28]阎春利﹑李卫民等,举高消防车吊臂设计中数学模型的建立, 辽宁工学院学报,2001 年05 期P10～13
[29]屈福政﹑滕儒民,直臂式高空作业车动力学分析,机械设计与制造,2002年04 期P75～77
[30]费烨﹑屈福政等,基于演化算法的复杂机械广义优化设计实现策略研究,机床与液压,2002 年05 期P22～24
[31]屈福政﹑韩凌,基于AutoCAD 的桥式起重机设计系统,起重运输机械,2004 年01 期P25～26
[32]王军辉,Pro/Engineer 下装配过程的仿真,兵工自动化,2002 年02 期P43～44
[33]林清安,Pro/Engineer 零件设计高级篇(上、下册),北京:北京大学出版社,2000,
[34]叶海华﹑张录达等,基于Matlab 的机构动力学仿真分析,煤矿机械,2005年02 期P33～35
[35]李燕,用MATLAB 实现平动从动件凸轮机构的设计和运动仿真,武汉理工大学学报,2003 年04 期P572～574
[36]杨晓东等,基于AutoCAD 的有限元网格划分系统,计算机辅助设计与制造,1999 年02 期
[37]赵春霞,举高消防车总体参数设计及变幅系统CAD 的研究,辽宁工学院 硕士论文,2000.1
[38]王勖成﹑邵敏,有限单元法基本原理和数值方法,清华大学出版社,2000
[39]CDZ53 举高消防车设计计算书,徐州重型机械有限公司,1996.2
[40]毛道铃,我国消防车的现状及发展前景,专用汽车1997 年04 期
[41]阎春利,举高消防车吊臂CAD/CAE 系统的研制,辽宁工学院硕士论文,2002.1
[42]王毅,曲臂举高消防车模拟仿真CAD 系统,大连理工大学硕士论文,2000.3
[43]应道宁等,《中国CAD/CAM 应用与研究》(论文集)电子科技,大学出版社1992
[44]BRONTO SKYLIFT F72HLA,BRONTO AERIAL PLATFORM OPERATION MANUAL AND SPARE PART LISTS,2003
[45]BRONTO SKYLIFT F68HLA,BRONTO AERIAL PLATFORM OPERATION MANUAL AND SPARE PART LISTS,1994
[46]Wilkinson K,Markowitz J,Lerner E,George D,Batill S M, FASTOP Aflutter and Strength Optimization Program for Lifting-Surface Structures,J Aircraft,14(1977)
[47]Logan D.,A First Course in the Finite Element Method,Second Edition,PWS Publishing Company,ITP,1993
[48]Shoichiro Nakamura,Numerical Analysis and Graphic Visualization with MATLAB (Second Edition),电子工业出版社,2002
[49]FRIEDRICHO,CAD/CAM System for Manifold Block Production[M],Tempere International Conference on Fliud Power,Finland,1987
[50]K.J.Bathe,Finite Element Procedures in Engineering Analysis,Prentice-Hall,Inc,Englwood Cliffs,New Jersey 07632,1982
[51]GB3811-83 起重机设计规范
[52]GB7956-1998 消防车消防性能要求和试验方法
[53]GB7258-1997 机动车运行安全技术条件
[54]Q/320301JAF71—2005 登高平台消防车技术条件(徐州重型机械有限公司企业标准)
[55]XZJ5330JXFCDZ53 型登高平台消防车标准(徐州重型机械有限公司企业标准)
[56]GB16279-1996 消防车定型试验规程
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[47]Logan D.,A First Course in the Finite Element Method,Second Edition,PWS Publishing Company,ITP,1993
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[49]FRIEDRICHO,CAD/CAM System for Manifold Block Production[M],Tempere International Conference on Fliud Power,Finland,1987
[50]K.J.Bathe,Finite Element Procedures in Engineering Analysis,Prentice-Hall,Inc,Englwood Cliffs,New Jersey 07632,1982
[51]GB3811-83 起重机设计规范
[52]GB7956-1998 消防车消防性能要求和试验方法
[53]GB7258-1997 机动车运行安全技术条件
[54]Q/320301JAF71—2005 登高平台消防车技术条件(徐州重型机械有限公司企业标准)
[55]XZJ5330JXFCDZ53 型登高平台消防车标准(徐州重型机械有限公司企业标准)
[56]GB16279-1996 消防车定型试验规程