湖南省科技重大专项(2010FJ1003-2)
- 作品数：7 被引量：29H指数：4
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- 相关机构：中南大学湘电重型装备有限公司更多>>
- 发文基金：湖南省科技重大专项国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：机械工程交通运输工程理学金属学及工艺更多>>
- 矿用自卸车翻车保护结构分析及侧向性能优化被引量：2
- 2014年
- 根据某矿用自卸车的翻车保护结构型式,建立翻车保护结构(简称ROPS)安全性能仿真的动态有限元模型。模拟现场试验的加载过程设计加载曲线,进行动力学求解运算。仿真结果显示ROPS侧向刚度过大导致能量吸收与侧向承载力匹配不良。针对该缺陷对翻车保护结构主要承载结构进行刚度改善并重新进行动力学求解运算,仿真结果表明优化后的ROPS侧向性能得到极大地改善,有效地保障了工程车辆的安全性。
- 贺翔唐华平姜永正袁夏丽梁小波
- 关键词：有限元模型侧向刚度
- 汽轮机现场修复移动数控铣床几何误差建模被引量：2
- 2013年
- 为了提高汽轮机现场修复移动数控铣床的加工精度,运用多体系统运动学理论,阐述了该铣床的拓扑结构、低序体阵列以及变换矩阵的构建方法,并描述了铣床的21项几何误差参数,最后推导出铣床运动空间的几何误差模型。运用面向对象可编程技术开发了自动化补偿软件,在铣床上进行X向运动误差补偿实验,通过API(Automatic Precision Incorporated)第三代激光跟踪仪对Z向直线度误差进行检测,结果显示补偿后比补偿前直线度提高了78.74%,表明该模型的补偿效果明显。通过建立该铣床的几何误差模型,为铣床精度软升级提供了良好的理论基础,并可运用于汽轮机中分面变形铣削修复工艺。
- 李平唐华平吕斌谭永青
- 关键词：多体系统
- 矿用自卸车车架的有限元分析及优化设计被引量：6
- 2014年
- 根据某大型矿用自卸车车架的结构样式,建立了车架的有限元模型,并采用惯性释放法计算出不同工况下的车架应力分布情况。同时,对矿山上运行的矿车车架进行了应力测试。对比车架应力分布的实验结果和仿真结果,发现车架的应力误差基本上控制在10%以内,从而验证了有限元分析车架应力的有效性。为了改善车架的性能,设计了车架拓扑结构,并通过结构优化,得到了可靠的车架结构,最后通过仿真分析验证了改进后的车架性能有了大幅度提高。
- 彭国谱贺翔唐华平姜永正
- 关键词：有限元模型应力分布拓扑结构
- 基于拓扑优化的重型矿用自卸车翻车保护结构设计被引量：6
- 2018年
- 翻车保护结构(roll-over protective structure,ROPS)是安装在工程车辆驾驶室中的一套被动保护装置,能在翻车事故中为驾驶人员提供有效的保护。为解决ROPS承载能力、刚度、轻量化和侧向吸能效果之间的矛盾,将基于变密度法的拓扑优化技术引入重型矿用自卸车ROPS设计中,以解决ROPS在给定设计域内的材料最优分布问题,提高ROPS侧向吸能效果和垂向、纵向的刚度,减轻自重。首先,利用OptiStruct结构优化模块对ROPS进行拓扑优化设计,以多工况组合应变能最小为优化目标,按照国际标准规定的性能要求施加载荷和约束条件。基于拓扑优化结果,对ROPS进行详细设计。然后,利用显示动力分析软件LS-DYNA对ROPS的最终设计模型进行动态加载分析。最后对优化后ROPS的性能与原ROPS的性能进行对比分析。结果表明:拓扑优化设计后的ROPS在3个工况下都没有入侵DLV(deflection-limiting volume,挠曲极限量),满足国际标准中的承载能力要求;在侧向加载中最大能量吸收达到175kJ,满足国际标准中的侧向能量吸收要求;相较于原ROPS,拓扑优化设计后的ROPS达到侧向能量吸收要求所需的载荷从1 324.5kN减小到1 231kN,加载中心点的垂向位移减小21.3%,纵向位移减小34.4%,质量减小24.1%。研究结果为重型矿用自卸车ROPS的设计提供了新方法,对后续ROPS的设计与改进有一定的指导作用。
- 唐华平曾理王胜泽陈昊森
- 关键词：翻车保护结构有限元法拓扑优化安全性能
- 大型自卸车车架静动态性能拓扑优化研究被引量：3
- 2014年
- 为使大型矿用自卸车车架的静动态性能同时得到提升,采用惯性释放法对大型矿用自卸车车架进行了有限元分析,并在此基础上进行了拓扑优化。将多工况下的平均柔度和前6阶弹性模态平均特征值通过一个权值进行组合成为多目标函数,约束车架体积,以单元密度作为设计变量,试算出6种不同权值下的车架拓扑结构。通过理想点法构造的评价函数,挑出一个使多目标函数取得理想解的权值,最终得到一个承载能力与动力学特性相匹配的最优化车架拓扑结构。优化后的新车架质量减少了1 371 kg,刚度提高了30%,第一阶弹性模态固有频率由原来的4.93 Hz提高到5.90 Hz,避开了路面激励频率范围,最大应力在多种工况下降低10%。研究表明该拓扑优化方法可以在减轻结构质量的同时,改善结构的承载能力和抗振动性能。
- 唐华平姜永正吕斌彭旋杨胜楚梁小波
- 关键词：拓扑优化车架
- 大型自卸车翻车保护结构有限元分析被引量：6
- 2013年
- 利用通用有限元软件ANSYS建立自卸车机架和安装在驾驶室上的翻车保护结构(ROPS)的非线性有限元模型,再利用通用显式动力分析程序LS-DYNA进行求解和后处理,确定侧向加载的极限载荷,设计侧向、垂向和纵向3个方向的加载曲线,求解得到ROPS加载的变形情况。将有限元分析结果与国际标准ISO 3471:2008进行比较,验证所设计加载曲线的合理性。根据设计的加载曲线进行现场翻车保护试验,提取的试验数据与仿真结果吻合较好,最大相对误差仅为3.33%,说明采用有限元仿真方法替代现场试验对大型自卸车驾驶室安全性进行评估是可行的。
- 唐华平来佳峰姜永正郭金成刘朝峰
- 关键词：有限元法安全性翻车保护结构
- 某重型自卸车不同工况下车架的疲劳寿命分析被引量：5
- 2016年
- 为研究某重型电动轮自卸车车架疲劳寿命,根据其实际作业情况,采用惯性释放法对车架进行了各工况的有限元静力学分析。在此基础上通过准静态应力分析获得了车架关键部位应力响应因子,结合车架材料的S-N曲线。根据线性累积损伤理论及各工况载荷比重对车架进行了全寿命分析,并估算了车架总的疲劳寿命。结果表明:各工况的最大应力均未超出车架材料的屈服极限,应力的仿真数值和试验值误差在12%内,满足静强度要求。满载状态下车架的疲劳寿命大于16 814 h,基本能满足使用寿命要求。
- 唐华平唐海红袁夏丽
- 关键词：车架有限元
