垃圾集裝箱滾輪碰撞分析及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、工程實際中，碰撞一直是令工程師們頭痛的問題。一方面由于碰撞是高度的非線性力學(xué)行為，作用強度大，時間短，同時又受各方面的復(fù)雜影響因素，以致于其求解計算非常困難。另一方面碰撞問題是常見工程現(xiàn)象，對結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和使用壽命的影響巨大，這使其成為工程師在工程中不得不面對的一大難題。目前，碰撞問題的理論研究成果雖不少，但能夠方便地應(yīng)用于工程實際的方法卻不多。這使得工程實際中求解碰撞問題極為不便。
　　本文應(yīng)用機構(gòu)運動學(xué)、碰撞動力學(xué)、接觸力學(xué)

2、等理論和多體動力學(xué)軟件對某垃圾集裝箱滾輪與地面碰撞發(fā)生破壞工程實例展開研究，提出一種解決滾輪碰撞破壞問題的簡化計算方法，具有工程應(yīng)用價值。
　　本文就垃圾集裝箱裝卸過程中拉臂鉤車的運動形式和特點，建立拉臂鉤車的二維平面連桿機構(gòu)模型，并完成機構(gòu)的運動學(xué)求解。應(yīng)用能量原理，求解出碰撞等效質(zhì)量，獲得垃圾箱滾輪在碰撞的過程中的位移、碰撞力以及接觸區(qū)域的接觸應(yīng)力的變化情況。
　　本文分析了垃圾集裝箱滾輪碰撞的實際過程，提出碰撞破壞的主

3、要因素是滾輪軸與軸瓦內(nèi)圈碰撞的模型。據(jù)此模型對滾輪碰撞接觸區(qū)域和整體模型作了簡化，建立了碰撞的彈簧剛度模型，并且推導(dǎo)了模型剛度系數(shù)的計算公式。利用建立的模型，分析獲得滾輪碰撞的近似解答。利用非線性動力學(xué)軟件對本文計算結(jié)果進行了校驗，證明方法簡便可靠。并根據(jù)數(shù)值優(yōu)化方法對滾輪結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。
　　依據(jù)現(xiàn)代拓撲優(yōu)化理論，采用SIMP（變密度法）數(shù)值計算方法對滾輪進行多種工況下的拓撲優(yōu)化，獲得適合多種工況的最優(yōu)滾輪拓撲結(jié)構(gòu)。在此拓撲優(yōu)化基