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基于CAE的垂直循环立体车库结构设计研究

郭鹏

   本文分析停车危机产生的原因及影响,介绍垂直循环立体车库的特点,研究基于CAE的垂直循环立体车库的结构设计方法。 首先对市场上93款主流车型参数进行统计分析,确定垂直循环立体车库收容车辆参数及相应的轴距变化范围。确定垂直循环立体车库设计内容及设计流程,选用有限元分析、优化设计、运动仿真等CAE技术,进行CAE研究。制定CAE研究方案,设立三种分析情况,对比现有企业生产的产品,进行载车底板有限元分析,说明密肋结构载车底板的性能和特点;确定链传动优化设计思路,分析优化设计的影响因素及运动仿真验证方法。 在吊篮设计中,设计了密肋结构的载车底板,并利用COSMOSWorks进行三种模型的有限元对比分析。研究结果表明在分析范围内,同等重量的车型,轴距越小,底板受力变形越严重。三种分析模型中,密肋结构载车底板变形挠度最小,最大变形位移为0.72mm。密肋结构载车底板安全系数最高,安全系数大于3,所用钢板材料厚度最小,车轮踏压区钢板厚3mm,非踏压区钢板仅厚1mm,整体重量较轻。由此可见,密肋结构的载车底板应用到工程实践中具有明显的降低重量,提高刚度和强度的效果。 在输送链条的设计中,简化吊篮模型,分阶段讨论吊篮不干涉条件。运用优化理论与方法,确定设计变量,结合链板强度、设备安装尺寸、链轮分度圆直径与齿数的关系等条件,建立约束条件,确定基于吊篮不干涉条件链传动优化函数。利用MATLAB优化工具箱进行求解,针对链轮齿数进行圆整处理,最终确定链条设计参数:链条节距P=630mm,链轮齿数z=11,节圆半径R=1118.1mm,T链板外伸量C=400mm,吊篮回转半径L=1518.1mm。 利用COSMOSMotion建立运动模型,设定约束、碰撞,施加作用力,进行吊篮运动仿真,验证吊篮运动不干涉,证明基于吊篮运动不干涉条件的链传动优化设计结果可行。 通过本课题的研究,可以提高立体车库结构的强度、刚度等指标,合理设计车库车库结构,对立体车库的推广使用有重大的意义。……   
[关键词]:CAE;有限元分析;密肋结构;优化设计;运动仿真
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:山东大学2007年