岸边集装箱起重机结构轻量化设计及可靠性分析

利用ANSYS软件对60 t-63 m岸边集装箱起重机进行轻量化设计,在保证刚度和强度满足要求的条件下,优化后结构质量比之前减少了3.56%。为计算由于测量误差等各种随机因素造成的结构失效概率,利用ANSYS软件概率分析功能对优化后结构进行可靠性分析,确定优化后结构的失效概率和应力、应变的均值分布曲线。从应力、应变对于各输入变量的灵敏度分析中得知,结构失效最敏感的参数是海侧立柱各板厚度。将优化设计和可靠性分析技术相结合,为以后的工程设计提供了一种分析方式。

门式起重机动态及灵敏度分析

门式起重机在货场作业时会造成整机和局部的振动。为确保司机在操作过程中具有良好的舒适度和安全感,同时为保证起重机的正常使用寿命,需对起重机进行动刚度分析。利用ANSYS软件对实际约束状态下的起重机模型进行模态分析,获取满载自振频率。分析起重机进行动态特征灵敏度,确定薄弱环节,提出模型修改意见,为起重机结构设计优化提供部分理论基础和依据。

非旋转式锁具设计

设计一种基于顶杆结构的非旋转式锁,介绍其基本结构和工作原理,并对非旋转式锁和最常见的弹子锁在结构原理和设计的多样性等方面进行了对比,说明了所设计的非旋转式锁具有防盗性能突出、防水防锈性好、牢固性高等特点。

基于刚柔耦合系统的人体外骨骼研究

人体外骨骼结构由整体刚性部件和众多液压作动筒组成,为使人体外骨骼具有更好的减震和缓冲功能,在外骨骼结构中还增加了许多弹性阻尼部件。将整个人体外骨骼结构视为刚性部件与众多柔性部件的耦合结构。以60 kg为负重载荷,在ANSYS中创造性地利用刚柔耦合方式建立人体外骨骼结构有限元模型,并分析该外骨骼结构在行走过程中的受力情况和振动模态,获得各姿态应力值及各阶振型、自振频率。经分析得,外骨骼结构除踝关节结构需加强外,其余部件满足静力学强度要求,模态分析结果显示该外骨骼结构避开了人体运动时前后摆动的频率,但易于在左右摆动时产生共振。

基于ANSYS的携行式外骨骼背架结构研究

以PPS材料制作的携行式外骨骼系统背架结构为研究对象,以60kg为承载负荷,对背架结构的无支撑弯曲、人体支撑弯曲、人体支撑侧摆三种工况进行有限元分析,并获得背架结构在各工况下的整体应力分布及特定路径下的应力和变形分布。经分析得知,在无支撑弯曲工况下背架结构将产生巨大的集中应力与变形,因此应尽量避免在该工况下进行运动。背架结构在人体支撑弯曲和侧摆工况下所得的应力分布和变形较为理想,背架结构完全能够满足在这两种工况下进行长期运动。

基于弹簧阻尼系统的人体外骨骼背架结构研究

在人体外骨背架结构中引入弹簧阻尼系统,使背架结构与外骨骼髋部结构的连接具有更好的减震和缓冲作用。以PPS材料制作的背架结构为研究对象,60 kg为负重载荷,创新性地利用刚柔耦合方式对背架结构弹簧阻尼系统有限元模型进行处理,并进行人体支撑弯曲运动多载荷步分析,获得各工况应力值、变形量及分布图。经分析得,背架结构完全满足静力学各项性能参数要求。

基于组装作业与质量管控的可视化工艺系统研究

通过借鉴国内外制造企业工艺可视化技术的应用与研究,结合企业多类型小批量的生产模式,对基于组装作业与质量管控的可视化工艺系统进行研究。可视化工艺系统以产品组装作业流程为基础,工序内容附以图片、动画、视频等多媒体形式给予工人可视化作业指导,通过移动质检终端实现关键工序的质量管控,最终实现组装作业清晰化、质量问题全记录、产品流程可追溯的总体目标。

基于改进粒子群算法的起重机箱形主梁优化设计

针对具有约束条件的起重机主梁优化设计的问题,提出了基于约束规则的粒子群算法。该算法能够在整个可行解空间进行寻优,有效避免了陷入局部最优。计算实例表明:该算法在解决此类问题时,较之传统算法具有更好的优化效果,且效果明显。

穿戴式外骨骼膝关节三铰点机构优化设计

研究穿戴式外骨骼的工作原理,建立数学模型,采用MATLAB软件,应用粒子群算法开发了一套膝关节三铰点机构的优化设计系统来代替人工设计。粒子群算法是一种基于鸟群的智能优化方法,对于多目标、多约束条件的三铰点机构优化设计能够有效求解。仿真实践证明了该方法的有效性。

制动夹钳单元可视化装配工艺应用研究

针对制动夹钳单元传统装配工艺的局限性,提出了基于三维模型的装配工艺可视化、精细化设计思路;对可视化工艺流程的需求调研,搭建了可视化工艺系统,实现了工艺编辑、流转发布、终端显示、问题反馈与解决、可视化质量检验以及关键数据采集等多项功能,提高了装配工艺的可读性、指导性和权威性,增强了工艺人员、车间操作人员以及质检人员的工作效率,提升了生产和产品质量管理水平。

面向组装的小批量生产工序管控系统研究

为解决多品种小批量生产模式企业生产脱离工艺与质量管控的问题,自主开发了面向组装作业的小批量生产工序管控系统;通过结合可视化工艺系统,并采用人机交互技术、无线射频识别技术、传感器技术、数据检测与采集技术实现了组装作业的可视化指导、批量生产管理、关键工序严格受控、检测数据实时记录、产品信息可追溯的目标;确保了生产工艺得到完全落实,产品质量得到严格把控。

商用车空压机封闭气室节能系统研究

商用车主要采用压缩空气介质进行整车制动、离合器助力、换挡执行、整车减振等。传统ESS节能系统已经在国六阶段大面积推广应用。为了实现进一步的节能效果,通过对缸盖结构进行合理的改进,开发了ESS封闭气室节能系统。通过对比传统ESS节能系统可以进一步降低空压机卸荷时的功率消耗。研究结果表明,ESS封闭气室结构匹配排气管路封闭的应用状态能够实现空压机卸荷状态下40%~60%的功率节能。通过模拟计算可得出在高速路况下整车可以实现百公里0.2~0.4 L的燃油节省,相对与传统ESS结构进一步降低燃油消耗。研究成果为后续进一步降低燃油消耗提供了一种新型的解决方案。

基于缓冲结构设计的携行式外骨骼研究

为使携行式外骨骼具有更好的减震和缓冲功能,在携行式外骨骼中增设了缓冲结构。将整个携行式外骨骼视为刚性结构与柔性结构的耦合模型,以60 kg为负重载荷,并考虑冲击系数,在ANSYS中利用刚性区域和耦合技术处理携行式外骨骼有限元模型,并进行该外骨骼结构行走姿态的受力分析和整机振动模态分析,获取外骨骼各姿态应力值和整机各阶振型、振动频率。根据分析结果得,外骨骼结构除踝关节结构需加强外,其余部件均满足静力学强度要求,模态分析结果显示该携行式外骨骼有效避免了人体运动过程中共振现象的产生。对外骨骼进行应力测试和行走测试,各测试数据表明外骨骼满足实际使用要求。