25T管片运输车动力学仿真与行走系统关键件安全性分析

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管片运输车是一种专门用于隧道施工的工程车辆,主要用于完成预制管片的运输。运输方式可分为有轨运输和无轨运输两种,无轨运输即胶轮式管片运输车。有轨运输效率低且成本较高,而胶轮式管片运输车具有可靠性高、操作安全等特点。因此,胶轮式管片运输车发展空间广阔,常规的工程运输车辆的轮胎在弧形面上正常行驶时,只有轮胎的最外沿与地面接触,增加了轮胎的压力,容易造成车辆爆胎的情况。本课题根据客户的实际需要,设计了一种通过液压缸的伸缩来控制轮胎的翻转角度的行走系统,从而调整至车轮轮胎面与弧形地面贴合,有效保证轮胎与弧形面的接触面积,降低车轮轮胎的损耗,主要研究内容如下:首先,介绍了管片运输车整体的车架结构、行走系统与整车的基本参数,基于多刚体动力学理论,通过机械系统动力学软件ADAMS/View,搭建整车各个部件间的约束和驱动关系,以及创建轮胎模型和路面模型,建立起管片运输车的三维多刚体动力学模型。其次,通过ADAMS/View动力学仿真软件对管片运输车在平路直线、爬坡和弧形面三种较为常见的直线设计工况进行运动学与动力学的仿真,重点分析行走系统关键件——驱动桥壳与从动桥壳重要铰接位置每时每刻的受力,为下一步驱动桥壳与从动桥壳的有限元分析提供依据。最后,通过对比以上三种设计工况发现,当管片运输车在弧形面行走同时摆动油缸全部伸出时,驱动桥壳与从动桥壳关键铰接点受力的合力最大,将其作为载荷输入,对驱动桥壳和从动桥壳进行ANSYS Workbench静力学分析,选用第四强度理论对驱动桥壳和从动桥壳进行强度校核,通过校核发现驱动桥壳与从动桥壳是安全的,满足设计要求,最终通过现场实验进一步验证了仿真的正确性。
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