基于solidworks的改进型驻车力检测试验台的仿真分析本科生毕业论文(编辑修改稿)

基于solidworks的改进型驻车力检测试验台的仿真分析本科生毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

台的传感器标定装置由测力传感器 传感器标定上销轴 传感器标定下销轴计量院传感器线 标准负荷测量仪 图显示推拉力计 传感器电缆线 液压千斤 顶 传感器下端标定架 计量院传感器 10 和传感器上端活动架 11 组成。 1 测力传感器、 2 测力传感器标定上销轴、 3 测力传感器标定下销轴、 4 计量院传感器线 5 标准负荷测量仪、 6 图显示推拉力计、 7 传感器电缆线、 8 液压千斤顶 9 传感器下端标定架、 10 计量院传感器、 11 传感器上端活动架 图 28 传感器标定装置示意图 传感器下端标定架 9安装在地面上，液压千斤顶 8 放在传感器下端标定架 9的标定架底板中间，上端支撑着计量院传感器 10。 计量院传感器 10 固定安装在传感器上端活动架 11 的底端。 测力传 感器 1上端圆形通孔套装在传感器标定上第 2 章 驻车力检测台的检测原理及结构 12 销轴 2上，并通过传感器标定销轴 2将测力传感器联接到活动架 11 上，测力传感器 1下端通过传感器标定下销轴 3联接到传感器下端标定架 9的立柱槽钢上端圆形通孔中。 标准负荷测量仪 5 通过传感器线 4连接到计量院传感器 10的接线柱上，标准负荷测量仪 5的型号为 20xxB0，计量院传感器 10 的型号为 CL11。 图显示推拉力计 6通过传感器电缆线 7 连接到测力传感器 1的接线柱上。 驻车制动力传感器标定装配体中没有设计导向装置，这是因为当压液压千斤顶 8对计量院传感器 10 施加垂直向上的力时，力最终传到 称重传感器 1上端圆形通孔，使称重传感器 1被拉伸，即使液压千斤顶 8所作用的力不是沿垂直方向，也能够自行调整到垂直方向。 向下压液压千斤顶 8的压杆，液压千斤顶 8对计量院传感器 10 施加垂直向上的力，通过标准负荷测量仪 5 可以读出所施加的力的大小，液压千斤顶 8 所施加向上的力通过传感器上端顶到活动架 11 的下平面，在千斤顶的推动下，活动架 11 上升，导致传感器标定上销轴 2 和下销轴 3的距离增加，传感器标定下销轴 3固定在传感器下端标定架 9上（固定端），致使测力传感器 1受到垂直向上的作用力，所以测力传感器 1 所受大的力的大小 与计量院传感器 10 所受的力的大小相等，因而可以通过标准负荷测量仪 5上的读数来标定图显示推拉力计 6上的读数，使二者数值相等。 对同一量，进行多次计量，取其平均值，不确定度既是指其偏离平均值的正负差值。 其差值越大，则计量的不确定度就越大。 在数理统计学上，不确定度一般用方差（ S）来表示： 不确定度的计算公式如下： 注： xi 为测量值，为平均值，为测量的次数。 方差越大，其不确定度则越大；方差越小，其不确定度就越小。 示值误差 =（测力示值 检定点力值） /仪器满量程值测力系统示值误差应小于177。 1%[20]。 改进型驻车力检测试验台的受力分析及基本强度校核 驻车反力牵引车装配体的受力分析及基本强度校核 由图 29所示，方钢立柱主要承受水平向右的拉力 F，此拉力 F可以等效成第 2 章 驻车力检测台的检测原理及结构 13 立柱与底座结合点处向右的拉力 F和一个顺时针的弯矩 M[12]，如图 210。 图 29 驻车反力牵引车装配体受力图 图 210 驻车反力牵引车装配体受力等效图 驻车反力牵引车装配体中，方钢材料使用 Q235 钢，其弯曲强度大约为414Mpa，即 [σ ] =414Mpa。 σ max=Mz max /Wz ，而方钢的截面尺寸为 60mm 60mm，Wz=b h2 / 6，所以 Wz= 105 m3 ， Mz max=20xxN Lmax =20xxN=1000N m，所以，σ max=1000N m/ 105 m3 =，σ max＜ [σ ]，安全。 如图 211所示，地脚螺栓受到横向的剪切力 F， F=20xxN。 F 第 2 章 驻车力检测台的检测原理及结构 14 图 211 地脚螺栓受力图 M20 地脚螺栓的应力截面积为 245mm2 ，剪切强度条件如下： 其中， [S]=~， F=20xxN ， d0= 28mm， i=2。 所以 ，计算得，τ =4 20xxN / 2π 282 106 =， [τ ] =414Mpa / =，安全。 拉力板受到水平方向的拉力 F，如果 212 所示， F=20xxN。 图 212 拉力板受力图 σ =FN / A =20xxN / 60mm 20mm 106=，并且受力危险点处会有应力集中， S=15，σ max=σ S=25Mpa ＜ [σ ]=600Mpa，所以，拉力板的抗拉强度足够，处于安全状态。 在驻车反力牵引车装配体处于非工作状态时，支撑槽钢起到支 撑手动牵引葫芦托盘，保持结构稳定的作用，如图 213 所示。 图 213 支撑槽钢受力图 F M F F1 第 2 章 驻车力检测台的检测原理及结构 15 托盘尺寸为 400mm 300mm 30mm，托盘 M=（ 400mm 300mm 30mm— 380mm 280 15mm） 109=，手动牵引葫芦净重 29kg，所以F1=（ +29） 10=，所以支撑槽钢所受的弯矩 Mz=F1 L== m，因此，σ =Mz /W = m / 106 =，Q235 槽钢的弯曲强度 [σ ]=235Mpa，所以σ＜ [σ ]，支撑槽钢处于安全状态。 传感器升降托盘装配体的受力分析及基本强度校核 当轿车驻车制动力检测台处于非工作状态时，传感器升降托盘主要起到支撑传感器和水平仪等设备的作用，因此，传感器升降托盘主要受到向下的压力，如图 214 所示。 图 214 传感器升降托盘装配体受力图 托 盘 质 量 m1= （ 400mm 300mm 30mm — 380mm 280mm 15mm） 109=，传感器及水平仪质量 m2≈ 15kg，所以， F=（ 15kg+） 10=， M=F L= = m，σ max=Mz max /Wz ，而方钢的截面尺寸为 20mm 60mm， Wz=b h2 / 6，所以 Wz= 105 m3，所以 σ max= m/ 105 m3=，远小于 [σ ]，所以，方钢立柱的强度足够，处于安全状态。 F M 第 2 章 驻车力检测台的检测原理及结构 16 本章小结 本章内容主要介绍了改进型驻车力检测试验台的检测原理以及工作过程，并且利用材料力学和理论力学的知识对改进型驻 车力检测试验台的各受力部件进行了基本的强度校核及分析，由此，我们得到了对改进型驻车力检测试验台的各项技术参数的基本了解，也全面地掌握了其受力状况及各个受力危险截面及危险点是否具有足够的强度，为我们进行 Solidworks 三维机械建模以及模拟强度仿真做好了前期准备。 第 3 章 Solidworks 三维机械设计软件的模型建立及仿真原理 17 第 3 章 Solidworks 三维机械设计软件的模型建立及仿真原理 三维机械设计软件简介 1993 年， SolidWorks 公司成立于马萨诸塞州的康克尔郡（ Concord,Massachusetts）内，发起者是 PTC 公司 的技术副总裁与 CV公司的副总裁，他们将在每一个工程师的桌面上提供一套具有生产力的实体模型设计系统作为公司的最初目标。 1995 年，该公司推出了第一套 SolidWorks 三维机械设计软件，至 2010 年该公司的办事处已经遍布全球，该产品在全球范围内获得销售，其经销商多达 300 余家。 ，法国达索（ Dassault Systemes）公司于 1997 年收购了 Solidworks，并将其作为主打品牌推入达索公司的中端主流市场。 作为世界上 首个基于 Windows 开发的三维 CAD 系统， SolidWorks 三维机械设计软件具有技 术创新符合 CAD技术的发展潮流的特点，所以两年间，在 CAD/CAM产业中获利最高的公司非 SolidWorks 公司莫属。 SolidWorks 每年都有数十甚至数百项的技术创新，这基于其良好的财务状况和用户支持，同时也为公司争取到了非常多的荣誉，例如“全球微机平台 CAD 系统评比第一名”（ 19951999 年）。 自从 1995 年到 20xx 年， SolidWorks 公司已经累计获得国际大奖十七项，其中仅从 1999 年起， SolidWorks 就连续 4 年获得了由美国权威的 CAD 专业杂志CADENCE 授予的最佳编辑奖，以表彰 SolidWorks 的创新、活力和简明。 如今，“易用”、“稳定”、“创新”这三大原则已经得到了 SolidWorks 公司的全面落实和证明，由于它的存在，设计师们的设计时间被大大地缩短，从而保证他们可以向市场快速、高效地投入产品 [5]。 SolidWorks 凭借其出色的技术和市场表现成为了 CAD 行业中万众瞩目的佼佼者，同时也得到了华尔街的青睐，这也正是法国达索公司 1997 年以310,000,000 美元的高价全资并购 SolidWorks 的重要原因。 那些 SolidWorks 公司最初的投资者及股东，在公司创立时共为该公司 投入了 13,000,000 美元资金，而在公司被收购后得到了无比丰厚的回馈。 原来的品牌和管理技术队伍仍被用于并购后的 SolidWorks，经过努力和运作在 CAD 行业中创造了一家高素质、专业化的公司，而目前最受欢迎、最具竞争力的 CAD 产品非 SolidWorks 三维机械设计软件莫属。 SolidWorks 作为全球装机量最大、最好用的软件与 Windows OLE 技术、直观式设计技术、先进的 parasolid 内核以及良好的与第三方软件的集成等技术的使用是密不可分的。 资料显示， 28 万份 SolidWorks 软件使用许可已 在全球范围内发放，其囊括范围非常广，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、第 3 章 Solidworks 三维机械设计软件的模型建立及仿真原理 18 模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品 /消费品、离散制造以及更多的方面，被 31,000 多家企业使用，遍布全球 100 多个国家。 不仅如此，每年通过SolidWorks 培训课程的学生更是多达 145,000 名 [6]。 经世界著名人才网站检索，与 SolidWorks 相关的招聘广告比其它 CAD 系统软件招聘广告的总和更多，这一数据清晰地说明了 SolidWorks 得到工程师青睐的程度，并且 SolidWorks 人才的需求量也不断增大。 经权威机 构统计，SolidWorks 三维机械设计软件每年被全世界各国用户使用时间的总和已达 5500万小时。 Solidworks 具有非常繁多的组件，因此它也具备十分强大的软件功能，它的三大特点是：功能强大、易学易用、技术创新，这正是 SolidWorks 成为全世界范围内先进、主流的三维 CAD 软件的重要原因。 提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量，这些都可以通过 SolidWorks 来实现， SolidWorks 功能强大的同时又具备了易操作、易学习、易使用的特点 [15]。 如果你对 Windows 系 统十分熟悉，那么你基本上就具备了使用 SolidWorks 的能力。 由于其绝无仅有的拖拽功能，大型装配设计的完成时间得到了大大地缩减，并且它也具备与 Windows 系统资源管理器一样的 CAD 文件管理器，这为我们管理 CAD 提供了很大的便利。 总之， SolidWorks 三维机械设计软件大大缩减了用户完成设计工作的时间 ，同时又大大提高了投放到市场的产品质量。 使用 SolidWorks 进行设计的过程与目前其他 CAD 软件相比，具备更简便、更快捷的特点，正如美国著名咨询公司 Daratech 所评论：“在基于 Windows 平台的三维 CAD 软件中， SolidWorks 是最著名的品牌，是市场快速增长的领导者。 ” 同时包含了设计功能强大和操作易学易用的特点，使用 SolidWorks 我们即可对产品的各方面参数及特性进行设计与编辑，在 SolidWorks 中，零件设计、装配设计和工程图之间并非各自独立，而是互相关联的 [7]。 SolidWorks 的主要模块如下： 1）零件建模： ① SolidWorks 的实体建模功能是基于零件技术特征的，用户可使用旋转、拉伸、高级抽壳、薄壁特征、打孔以及特征阵列等操作来设计产品。 ② 动态修改特征和草图，对设计进行 拖拽和修改。 ③ 三维草图功能包含管道、电缆、线和管线生成路径，或为扫描、放样生成三维草图路径 [8]。 2）曲面建模： 复杂曲面可通过放样、填充、扫描以及拖动可控制的相切操作完成，曲面操作包括修剪、延伸、倒角和缝合等。 3）钣金设计： 第 3 章 Solidworks 三维机械设计软件的模型建立及仿真原理 19 ① 先进的、全面的钣金设计能力被包。