叉车金属结构故障再现模拟技术-机械设计及理论专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 Nanjing University of Aeronautics and Astronautics The Graduate School College of Mechanical and Electrical Engineering Metal Structural Failure Reproduction Simulation Technology for Forklift Truck A Thesis in Mechanical Design and Theory by Wang Fa-wen Advised by Prof. Yin Ming-de Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering March, 2014 万方数据 万方数据 承诺书 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进 行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外， 本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所 涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标 明。 本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许 论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名： 日 期： 南京航 南京航空航天大学硕士学位论文 叉车金 叉车金属结构故障再现模拟技术 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 摘 要 叉车门架结构是叉车的主要工作装置，也是主要的承重机构，主要完成货物的叉取、搬运、 升降等作业。为保障叉车工作安全，不允许其塑性变形和断裂。但是，由于叉车常常不停歇地 工作，搬运货物升降极为频繁，路况条件复杂，很容易造成门架结构疲劳破坏，造成巨大的安 全事故和经济损失。为保证结构和人员的安全，减少经济损失，有必要对叉车金属结构故障模 拟诊断技术进行研究。 本文针对某型号叉车，首先应用软件 UG、HyperMesh 建立叉车门架系统的有限元模型， 对其进行静力学分析，得出货叉拐角处所受应力最大，最有可能发生疲劳断裂，为后续故障模 拟技术的研究提供对象。其次，对无裂纹和含不同深度裂纹的货叉分别进行模态分析和频响分 析，研究裂纹深度对结构固有频率、振型和位移振动响应的影响，根据固有频率、振型和位移 振动响应随裂纹深度的变化规律进行结构故障模拟诊断。最后基于断裂力学理论，应用 1/4 点 位移法，找出一种计算货叉三维裂纹前缘应力强度因子的方法及途径，得到裂纹深度对应力强 度因子的影响，并对货叉裂纹是否发生扩展进行判定。 研究结果表明，货叉产生裂纹及裂纹扩展过程中，其固有频率、模态振型和位移振动响应 都会发生变化，可以根据结构动态特性的变化对货叉进行故障模拟诊断。本文为结构的故障模 拟诊断提供了方法与思路，具有一定的工程实用价值。 关键字：叉车，裂纹，故障模拟，有限元法，应力强度因子 I ABSTRACT Forklift truck mast structure is the main working device and load-bearing mechanism,mainly to complete forking, handling, lifting and other operations of the cargo. In order to ensure the safety of forklift truck work, forklift truck mast structure can not fracture and produce plastic deformation. However, the forklift truck often hand and lift cargo extremely frequently and long hours under the complicated lane conditions,it is likely to cause fatigue failure for forklift truck mast structure, causing huge economic lossses and ecurity incidents. In order to ensure the safety of the structure and personnel, reduce economic losses, people have to consider co