基于SolidWorksSimulation的新型无轨式全自动隧道衬砌液压台车设计
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使用 SolidWorks Simulation 进行分析 <Label_Simulationof/><Model_Name/> 1模拟对象为stool日期: 2013年3月9日 星期六 设计员: Solidworks 算例名称:算例 1 分析类型:屈曲Table of Contents说明 .................................................... 1 假设 .................................................... 2 模型信息 ............................................... 2 算例属性 ............................................... 3 单位 . (3)材料属性 ............................................... 4 载荷和夹具 ............................................ 5 接头定义 ............................................... 6 接触信息 ............................................... 6 网格信息 ............................................... 7 传感器细节 ............................................ 8 算例结果 ............................................... 9 结论 .. (10)说明无数据假设模型信息模型名称: stool当前配置: Default实体<L_MdInf_SldBd_Nm/>视为容积属性文档路径/修改日期Sweep5实体质量:57.5621 kg体积:0.00719526 m^3密度:8000 kg/m^3重量:564.108 NF:\图纸图版\新建文件夹(2)\Lesson03(第3章)\Exercises(练习参考文件)\Stool\stool.SLDPRTOct 21 13:43:40 2010<L_MdInf_ShlBd_Nm/><L_MdIn_ShlBd_Fr/><L_MdInf_ShlBd_VolProp/><L_MdIn_ShlBd_DtMd/> <L_MdInf_CpBd_Nm/><L_MdInf_CompBd_Props/><L_MdInf_BmBd_Nm/><L_MdIn_BmBd_Fr/><L_MdInf_BmBd_VolProp/><L_MdIn_BmBd_DtMd/>算例名称算例 1分析类型屈曲网格类型实体网格模式数 1解算器类型FFEPlus不兼容接合选项自动热力效果: 打开热力选项包括温度载荷零应变温度298 Kelvin包括 SolidWorks Flow Simulation 中的液压效应关闭软弹簧: 关闭结果文件夹SolidWorks 文档 (F:\图纸图版\新建文件夹(2)\Lesson03(第3章)\Exercises(练习参考文件)\Stool)单位单位系统: 公制 (MKS)长度/位移mm温度Kelvin角速度弧度/秒压强/应力N/m^2模型参考属性零部件名称: AISI 304模型类型: 线性弹性同向性 默认失败准则:未知屈服强度: 2.06807e+008 N/m^2 张力强度: 5.17017e+008 N/m^2 质量密度: 8000 kg/m^3 弹性模量: 1.9e+011 N/m^2 泊松比: 0.29热扩张系数:1.8e-005 /KelvinSolidBody 1(Sweep5)(stool)曲线数据:N/A载荷名称装入图象载荷细节力-1 实体: 1 面类型: 应用法向力值: 8900 N远程位移(刚性连接)-1实体: 1 面类型: 位移(刚性连接)坐标系: Coordinate System3转换值: 0, 0, 0 mm旋转值: ---, ---, --- deg参考坐标: 0 0 0 mm转移的零部件: 转换远程位移(刚性连接)-2实体: 1 面类型: 位移(刚性连接)坐标系: Coordinate System1转换值: 0, 0, 0 mm旋转值: ---, ---, --- deg参考坐标: 0 0 0 mm转移的零部件: 转换远程位移(刚性连接)-3实体: 1 面类型: 位移(刚性连接)坐标系: Coordinate System2转换值: 0, 0, 0 mm旋转值: ---, ---, --- deg参考坐标: 0 0 0 mm转移的零部件: 转换远程位移(刚性连接)-4实体: 1 面类型: 位移(刚性连接)坐标系: Coordinate System4转换值: 0, 0, 0 mm旋转值: ---, ---, --- deg参考坐标: 0 0 0 mm转移的零部件: 转换无数据接触信息无数据网格类型实体网格所用网格器: 标准网格自动过渡: 关闭包括网格自动环: 关闭雅可比点 4 点单元大小19.3087 mm 公差0.965434 mm 网格品质高网格信息 - 细节节点总数38983单元总数20537最大高宽比例26.318单元 (%),其高宽比例 < 3 39.4单元 (%),其高宽比例 > 10 0.599扭曲单元(雅可比)的 % 0完成网格的时间(时;分;秒): 00:00:09计算机名: PC-201213574网格控制信息:网格控制名称网格控制图像网格控制细节控制-1实体: 20 面 单位: mm 大小: 10 比率:1.5传感器细节无数据算例结果名称类型最小最大位移1 URES:合位移图解对于模式形状:1(载荷因子 = 3.77307) 0.0106769 mm节: 172345.62371 mm节: 842stool-算例 1-位移-位移1模式清单模式数载荷因子1 3.7731图象-1 结论。
solidworks flow simulation工程实例详解-回复SolidWorks Flow Simulation是一种计算流体动力学(CFD)软件工具,用于分析和优化流体流动、传热和空气动力学的应用。
它是SolidWorks CAD软件系列的一部分,可以与SolidWorks CAD无缝集成,提供丰富的功能和工具,以帮助工程师进行流体流动仿真和分析。
在本文中,我们将详细介绍SolidWorks Flow Simulation的一个工程实例,并一步一步回答有关该工程实例的问题。
工程实例:流体流动和传热分析假设我们正在设计一个电子设备的外壳,该设备会产生大量热量。
我们需要分析电子设备的外壳内部的空气流动和传热情况,以保证设备在工作过程中的稳定性和可靠性。
为了达到这个目标,我们将使用SolidWorks Flow Simulation进行流体流动和传热分析。
步骤1:建立几何模型首先,我们需要在SolidWorks CAD中建立电子设备外壳的几何模型。
这可以通过绘制2D或3D几何体来实现。
我们需要包括设备外壳以及其他需要分析的部分,如散热片、风扇等。
确保几何模型的准确性和完整性非常重要,因为它会直接影响后续的仿真结果。
步骤2:定义流体和边界条件在这个工程实例中,我们的流体是空气。
我们需要定义空气的物理特性,如密度、粘度、热导率等。
除此之外,我们还需要定义流体的初始条件,如初始温度、初始速度等。
另外,我们还需要定义边界条件,如壁面条件、入口条件和出口条件。
壁面条件是指设备外壳的表面特性,如材料、热传导系数等。
入口条件是指空气进入设备外壳的速度、温度等。
出口条件是指空气离开设备外壳的速度、温度等。
步骤3:生成网格在进行流体流动和传热分析之前,我们需要生成网格。
网格是将三维几何模型离散化为小的计算单元的过程。
网格的细密程度会直接影响结果的准确性和计算的精度。
通常,我们需要在几何模型的关键区域生成更密集的网格,以捕捉更精细的流动和传热特性。
solidworks flow simulation工程实例详解1.引言1.1 概述概述部分的内容旨在简要介绍solidworks flow simulation工程实例详解这篇长文的主题和内容。
我们可以如下编写概述部分的内容:在当今工程领域,流体力学的分析和仿真已经成为设计和优化产品的不可或缺的一部分。
而solidworks flow simulation作为一种强大的流体力学分析工具,为工程师们提供了便利和精确的解决方案。
本文将详细介绍solidworks flow simulation的工程实例,旨在帮助读者更好地理解和应用这一工具。
本文将按照以下结构进行展开:引言、正文和结论。
引言部分首先会对整个文章的背景和目的进行概述,为读者提供一个整体的了解。
进一步,在正文部分,我们将通过两个工程实例的详细解析,展示solidworks flow simulation在实际工程问题中的应用。
每个工程实例将包含具体的问题描述、解决方案设计以及仿真结果分析,以便读者能够深入了解solidworks flow simulation的工作原理和功能。
最后,结论部分将对整篇文章进行总结,并展望solidworks flow simulation未来的发展和应用前景。
读者可以通过本文的内容,了解到solidworks flow simulation在工程实例中的应用价值,并对其在自己的工程项目中进行合理的选择和应用提供参考。
通过本文的阅读与理解,读者将能够更好地掌握并应用solidworks flow simulation,提升自己在工程领域的实际工作能力。
期望本文能够对有关solidworks flow simulation的工程专业人士提供一定的帮助和指导。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:本文分为引言、正文和结论三部分。
引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节。
在概述中,将介绍solidworks flow simulation工程实例的背景和重要性。
solidworks simuilation 工程实例详解摘要:一、SolidWorks Simulation 简介1.SolidWorks Simulation 的概念2.SolidWorks Simulation 的应用领域二、SolidWorks Simulation 工程实例详解1.实例一:简单零件的强度分析a.零件模型建立b.材料属性的设置c.加载和求解d.结果分析2.实例二:装配体的模态分析a.装配体模型建立b.模态分析设置c.加载和求解d.结果分析3.实例三:连续变截面轴的应力分析a.模型建立b.材料属性的设置c.加载和求解d.结果分析三、SolidWorks Simulation 在工程中的应用价值1.提高设计质量2.缩短设计周期3.降低生产成本正文:SolidWorks Simulation 是一款强大的工程模拟软件,它可以帮助工程师在设计过程中对产品进行力学分析、优化设计,提高产品的性能和可靠性。
本文将通过三个工程实例,详细介绍SolidWorks Simulation 在实际应用中的操作方法和技巧。
一、SolidWorks Simulation 简介SolidWorks Simulation 是一款与SolidWorks 紧密集成的分析软件,它具有操作简单、易学易用的特点,广泛应用于机械、航空航天、汽车制造等工程领域。
通过SolidWorks Simulation,工程师可以在设计阶段就发现潜在的问题,避免在后期产生大量的修改和返工,从而提高设计质量。
二、SolidWorks Simulation 工程实例详解1.实例一:简单零件的强度分析在第一个实例中,我们将对一个简单的螺栓连接件进行强度分析。
首先,我们需要在SolidWorks 中建立零件模型,然后设置材料属性。
接下来,在SolidWorks Simulation 中添加约束和载荷,设置求解器参数,并进行求解。
最后,对结果进行分析,包括应力分布、变形等。
基于solidworks减速器的设计及运动仿真
减速器是一种动力传动机器,一般来说,它的原理是用在低转速大扭矩的传动设备当中,把电动器、内燃器或其它高速运转的动力通过减速器的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的,减速器还广泛应用于机械行业的机械装置,其中包含多种通用零件,如:齿轮、轴、轴承、螺纹紧固件、润滑装置、密封元件等。
减速机是国民经济诸多领域的机械传动装置,行业涉及的产品类别包括了各类齿轮减速机、行星齿轮减速机及蜗杆减速机,也包括了各种专用传动装置,如增速装置、调速装置、以及包括柔性传动装置在内的各类复合传动装置等。
这里应用solidworks软件的三维建模,根据零件间的实际约束关系进行
装配,完成虚拟动画运动仿真,并生成工程图。
基于solidworks减速器的设计及运动仿真
基于solidworks减速器的设计及运动仿真
基于solidworks减速器的设计及运动仿真
基于solidworks减速器的设计及运动仿真
基于solidworks减速器的设计及运动仿真
基于solidworks减速器的设计及运动仿真
基于solidworks减速器的设计及运动仿真。
46 建筑机械
设计计算DESIGN & CALCULATION
基于SolidWorks Simulation的新型无轨式全自动 隧道衬砌液压台车设计
王 松,喻致蓉(平顶山平煤机煤矿机械装备有限公司,河南 平顶山 467000)
[摘要]为解决隧道二衬施工中传统轨行式衬砌台车的弊端,以广州市轨道交通21号线工程13标金坑站-镇龙南站的暗挖山岭隧道二衬施工为例,采用对传动结构优化设计的方法,研发了新型无轨式隧道衬砌液压台车。重点介绍了无轨式衬砌台车设计原理及无轨式行进关键技术并利用有限元工具对台车主要结构进行了强度校核。[关键词]无轨式台车;隧道衬砌;液压台车;二衬施工;二次注浆;堵头板模具 [中图分类号]U453 [文献标识码]B [文章编号]1001-554X(2019)02-0046-06
Design and research of a new type trackless automatic tunnel lining hydraulic trolley based on SolidWorks SimulationWANG Song,YU Zhi-rong
广州市轨道交通21号线工程西起广州市天河区,止于增城市荔城区增城广场,全长约61.6km,其中山岭隧道6.8km。施工13标包含金坑站-镇龙南站的暗挖山岭隧道、盾构区间的主体和附属土建工程。山岭隧道部分临时通道纵坡5%,采用传统的轨行式衬砌台车无法满足施工需求,因此迫切需要研发一种能够满足大坡度施工条件且高效便捷的新型台车[1-4]。
1 新型无轨式隧道衬砌液压台车设计方案1.1 新型台车总体设计根据隧道施工条件,研发了采用液压传动的新型无轨式隧道衬砌液压台车。新型台车主要由门架系统、模板系统、行走系统、液压系统、电气系统、支撑系统、附属机构等七大部分组成,总重50t。总体结构如图1所示。1.2 新型台车结构设计(1)不锈钢复合钢板新材料作为台车模板面板。在传统隧道施工中主要采用Q235钢板作为台车模板面板,在潮湿环境中钢板表面容易产生浮锈。目前主要解决措施是在衬砌过程中及时采用手
a 横向视图1234567831005279
3002570255029605400
520034501200φ
R2700
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R
850R
b 纵向视图91011
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105001500150015001500150015001500
1. 横向滑移纠偏装置 2. 丝杠千斤顶 3. 门架 4. 顶升油缸 5. 侧模收放油缸 6. 模板系统 7. 水平纠偏装置 8. 拱架 9. 液压泵站 10. 操作平台 11. 门架纵联 12. 门架剪力撑 13. 下纵梁 14. 纵向滑移油缸 15. 爬梯 16. 下纵梁丝杠千斤顶 17. 纵向滑移轮座图1 隧道衬砌台车结构简图
DOI:10.14189/j.cnki.cm1981.2019.02.002
[收稿日期]2018-09-03[通讯地址]王松,河南省平顶山市郏县城凤翔大道东段 47
2019/02总第516期持式抛光机去除钢板表面的铁锈并涂脱模剂;在长大隧道施工中,持续不断的反复涂装与清理,不但过程繁琐、费工费时、施工效率低下,而且需要消耗大量的脱模剂,造成了较大的施工成本。针对上述难题,通过对多个隧道工程施工项目进行总结,最终通过引入8+2不锈钢复合钢板作为钢模台车的面板(8mmQ235+2mmS304),有效解决了传统台车面板易生锈,混凝土外观质量差的难题。同时由于不锈钢复合板兼具碳素钢和不锈钢的优点,强度较普通碳钢钢板有了较大提高,提高了台车表面的耐磨性,增加了台车周转次数和使用寿命[5]。
(2)新型注浆孔结构设计。传统的注浆系统结构较为简单,注浆方向大多竖直向上直喷拱顶,注浆孔周围容易形成蜂窝麻面、衬砌空洞等混凝土浇筑缺陷[6],注浆效果较
差。本新型台车设计采用曲面旋转式结构,通过调节丝杠伸缩来开关注浆孔,砂浆喷射与模板形成一定的角度,改变了传统砌筑砂浆的垂直或水平输送模式,杜绝了注浆过程中漏浆、跑浆现象。结构如图2所示。
71056
8
21519
1411131243
1. 外斗部件 2. 内斗部件 3. 杠杆支座 4. 支座 5. 螺杆 6. 弹簧套筒 7. 杠杆座销轴 8. 螺杆销轴 9. 固定销轴 10. 支撑杆销轴 11. 纵向支撑板 12. 横向支撑板 13. 安装板 14. 槽钢 15. 定位螺栓图2 新型注浆孔结构图
(3)拱顶模板二次注浆结构。针对传统台车可能存在的衬砌空洞缺陷,对注浆系统预留二次注浆机构。既作为浇筑混凝土排气作用,同时兼做检查拱顶混凝土是否饱满的观察
孔。混凝土灌注结束后,可利用预埋二次注浆管及时进行带模注浆,充填衬砌后的空洞、不密实部位,起到弥补或修复二衬混凝土缺陷的作用,提高衬砌混凝土的整体质量。结构如图3所示。
焊接后打磨平整1
2
345
1. 拱顶模板 2. 二次注浆堵头座 3. 二次注浆管 4. 锁止螺栓 5. 二次注浆孔堵芯图3 拱顶模板二次注浆结构图
(4)中埋式止水带堵头板模具。传统施工中止水带施工质量主要依赖施工人员的作业水平和责任心,不重视固定工艺、随意穿孔固定、随意截断接续等情况经常发生,引起止水带被埋入混凝土里时固定不牢、浇筑过程中脱出混凝土、不居中、粘接质量不达标等质量问题,影响了止水带的防水效果。为解决现有止水带固定方式存在止水带固定质量不稳定、施工工序繁琐以及增加工程成本的问题,本台车设计了一套固定加装止水带的堵头板模具。结构如图4所示。
上模版8二衬混凝土
二衬混凝土横木
50
模版台车支撑杆座腰板后面加斜撑(型钢)焊到模版
横筋(角钢或槽钢)上
模版台车止水带
下模版R6700
图4 堵头板模具结构图48 建筑机械
设计计算DESIGN & CALCULATION
通过将堵头板模具下模板与二衬台车端头固定相连后,在进行中埋式止水带固定时,当止水带放入上模板和下模板之间后,只需直接翻转上模板即可将止水带夹紧,简化止水带固定施工过程,提高止水带固定施工效率和质量,能有效降低施工成本,同时该装置在拆模时只需翻转上模板,而不必完全拆卸上模板,有利于提高拆模速度。(5)变频快装附着式振动器及变频控制柜控制新模式。针对传统的附着式振捣器的振捣时间不易控
制,容易造成过振,出现“蜂窝、气泡、麻面和孔洞等”等外观缺陷及传统的插入式振捣棒振捣存在的衬砌厚度较小、无法全面覆盖,容易造成漏振等质量缺陷[7]。本台车采用GPZ150型变频快装附着
式高频振动器+变频控制柜进行控制的新模式,机柜内核心采用了大规模电机控制IC+专用驱动电路+LGBT等部件,该新型控制模式具有可靠性高、体积小、重量轻、效率高等特点。传统附着式振动器与变频快装附着式高频振动器性能列表对比详见表1。表1 传统附着式振动器与变频快装附着式高频振动器性能对比表
振动器类型功率 /kW频率 /Hz激振力 /kN振幅 /mm辐射范围 /m振动时间 /s单机重量 /kg装卸1台工时/s控制 方式激振力调节传统附着式振动器1.550102.50.8-1.0>12040>300手动控制不可调整
变频快装附着式高频振动器1.5100-200120.81.530-402030变频柜控制
低、
中、高三档
2 新型无轨式隧道衬砌液压台车设计原理2.1 运行机构设计原理 台车下纵梁兼做纵向滑移轮座轨道梁,纵向滑移轮座通过箱体结构件悬挂于下纵梁下部。纵向滑移油缸提供台车行进动力,一端连接纵向滑移轮座,一端连接下纵梁油缸座耳板,将纵向滑移轮座与门架形成错动模式。(1)纵向行进工作原理。台车需要纵向行进时,顶升油缸收缩,台车下降至纵向滑移轮组落地且横向滑移装置悬空,使纵向滑移轮组生根,此时台车处于悬空状态,下纵梁与纵向滑移轮贴合,台车重量压在四组纵向滑移轮组,然后纵向滑移油缸伸出推动下纵梁在纵向滑移轮座的滚轮上移动,整个台车往前移动,纵向滑移油缸伸出到最大行程后,顶升油缸伸出至横向滑移纠偏装置落至地面生根且纵向滑移轮座悬空,此时纵向滑移轮组悬挂于下纵梁下部。纵向滑移油缸收缩拉动纵向滑移轮座向前移动,直至油缸零行程。到此台车纵向行进的一个循环结束,如此反复循环实现台车行进、后退[2、4]。
(2)横向滑移工作原理。
台车行走至立模位置应确保模板中心线与隧道中心线重合。与纵向滑移工作原理类似,横向滑移纠偏装置与门架立柱形成错动模式。当模板中心线与隧道中心线发生偏离时,通过操作台车两端的横向滑移纠偏装置的液压油缸实现移步纠偏,如此循环直至模板中心线与隧道中心线重合。2.2 无轨行进关键技术分析纵向滑移油缸设计参数:D140×d85× 1200S。设无杆腔截面面积A1,进油口压力P1,油
缸推力F1;有杆腔截面面积A2,出油口压力P2,油
缸拉力F2;在实际活塞运动时由于两腔间的管路中
压力损失一般较小可以忽略不计,所以P1≈P2=P,
则可以计算纵向滑移油缸推力F1与拉力F2
211
2222
246.2kN4
155.4kN4
FPAPDFPAPDd
2.2.1 静止状态工况分析台车静止状态下应确保台车不在纵坡路面下滑。建立台车静止状态的斜面滑块力学模型并进行横向滑移纠偏装置与地面稳定性分析,如图5 所示。