路灯车价格, 路灯车多少钱, 白云路灯车出租  路灯车模态分析是最其基本的动力学分析， 因此遵循动力学的基本平衡方程：其中，M——质量矩阵；C——阻尼矩阵；K——刚度矩阵。x——位移向量；——速度向量；——加速度向量。{F(t)}——力向量。如果阻尼矩阵C满足粘性比例条件1CMKKMC，则该系统成为粘性比例阻尼系统；如不满足该比例条件则成为非比例阻尼系统。本章对曲臂结构的模态分析是基于粘性比例阻尼系统进行分析的。进行傅里叶变换可得：对于时不变线性系统，系统各阶模态响应的线性组合，都可以由该系统任一点的响应来表示，则第i点的响应可表示为：ij——第i个测点第j阶模态振型系数；——第j阶模态坐标。令列向量r2rnrr振型系统第r阶模态向量，则各阶模态向量组成的模态矩阵。在无阻尼自由振动条件下，其有解的条件为：求出系统的固有频率，结合上述公式，即可求出系统的固有振型。将固有振型归一化，用子空间迭代法求解特征值问题。模态分析，也称为模态提取，实际上就是进行方程特征值和特征向量的求解40。

     曲臂结构模态分析,  机械结构的模态分析主要是提取结构的固有频率和振型，其中系统的低阶固有频率对系统的影响比较大，因此对系统进行模态分析时只需要获得系统的低阶固有频率和振型即可，一般分析前六阶。本章所用的有限元模型与上一章的相同，利用有限元分析软件ANSYSWorkbench对曲臂结构进行模态分析，从而获得曲臂结构的前六阶固有频率和振型。本章只分析曲臂位于最危险工况下的模态，并且不考虑外界激励对曲臂的影响。 曲臂结构位于水平状态时的振型及固有频率对比分析模态固有频率（Hz）,振型分析10.48538,  曲臂在竖直方向上振动，第四节曲臂末端振动最明显20.87884水平方向上振动，第四节曲臂末端振动最明显,  曲臂三和曲臂四在竖直方向上振动，第四节曲臂末端振动最明显,  曲臂三和曲臂四在水平方向上振动，第四节曲臂末端振动最明显.  曲臂二与曲臂三水平方向上振动，曲臂四最前端向左右方向扭曲65.7127曲臂二向水平方向振动，曲臂四扭曲严重根据上文对曲臂进行模态分析提取的固有频率和振型可知，路灯车曲臂结构的前六阶固有频率都小于6Hz，前两阶频率较小，第二阶与第三阶固有频率比较接近；第五和第六阶固有频率也比较接近。第一、三阶模态振型相似，都是数值方向上振动；第二、四阶模态振型相似，都是水平方向上振动；第五、六阶模态振型中曲臂四末端都发生了左右扭曲，只是程度不同。综合分析曲臂的前六阶振型图，曲臂就结构开始发生振动的位置是第一节曲臂与第二阶曲臂的重叠处、第三阶曲臂和第四节曲臂的重合处，在实际的工作中这两处受到交变应力的作用，曲臂容易发生疲劳，在某种情况下曲臂有可能受到破坏。曲臂在实际工作中会受到其他载荷的作用，例如消防法水泵的振动、发动机的振动、风载等，其中消防水泵的频率一般在30Hz以上；发动机工作时的振动频率一般在100Hz以上；这两种载荷的频率对曲臂结构前六阶频率的影响不大，但发动机和消防水泵刚开始工作时有可能会引起曲臂的共振。实际救援工作中，消防员在曲臂上行走速度较慢，频率一般在5Hz以下，风载的频率一般比较小，这两种载荷的频率较小有引起曲臂共振的可能性，会使曲臂发生严重的振动。

      曲臂结构冲击载荷分析,  冲击载荷分析方法冲击载荷分析也称为瞬态动力学分析，主要是用来分析结构在时变载荷的作用下的响应。瞬态动力学分析的主要方法有三种：（1）完全分析法：完全法是指用完整的系统矩阵来计算瞬态响应，是三种分析方法中最强大的一种。完全分析法可以加载多种类型的载荷，使用比较方便，这也是此方法的优点所在。（2）缩减分析法：缩减分析法主要是利用自由度和缩减矩阵来缩小问题的规模，但它不能施加单元载荷以及自动时间步长。（3）模态叠加分析法：它是利用阵型或者特征值与因子的乘积，然后再求和来计算结构响应的一种方法。他允许指定阵型阻尼，但必须保持恒定的时间步长。模态叠加分析法只允许添加非零位移。

    曲臂结构动力学分析, 步骤曲臂结构的动力学分析利用ANSYSWorkbench来完成，其主要步骤有：（1）建立三维模型和有限元分析模型 （2）确定分析类型（3）设置参数：添加载荷、设置边界条件等（ 4）仿真计算 （5）结果处理与分析.

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     曲臂结构冲击载荷分析, 本节对路灯车曲臂结构的冲击载荷分析的模型与前文静力学分析模型相同，后文不再叙述。路灯车在进行救援工作时的环境条件比较复杂，工作工况也存在不确定性。在救援时由于被救人员恐慌等原因跳入路灯车的工作平台中，就相当于对曲臂结构施加了一个冲击载荷；其次，消防水炮在开启瞬间也会产生较大的后坐力；另外，路灯车还有可能在救援现场受到爆炸冲击载荷的作用，高层建筑发生爆炸的爆炸源可能为家用煤气罐，查阅相关文献显示，家用煤气罐爆炸的安全范围为20米，而路灯车所配备的消防水炮的最小射程大于40米，即爆37炸点对40米以外的路灯车的冲击载荷很小，在这里忽略不计。因此分析曲臂对前两种载荷的响应在极限工况下进行，即曲臂全伸且变幅角度为75°。(1)冲击载荷计算（1）消防水炮后坐力F1计算在实际中，消防水炮安装在工作平台的最前方，当水炮水平方向喷水时梯所受的载荷最大，最不利于曲臂的稳定。为了分析简化分析，水炮的喷水点应该设置在工作平台的正前方，水炮后坐力按厂家推荐取值为250kg，计算系数取1.1，则水炮后坐力F1=250×1.1×9.8=2695（N）

    2）冲击载荷F2计算假设云梯车在救援工作时，被救的成年人从1米高的位置跳入工作平台中，重力约为100kg，初速度为零，路灯车工作平台处的初速度及初位移都为零。从被救人员接触工作平台到完全处于工作平台之中共耗时0.5s。人跳入工作平台时可以看成是自由落体运动： 可以计算得出被救人员与工作平台接触时的速度约为4.4m/s，再根据力学公式tFma，可以得到当被救援人员刚跳入工作平台时，工作平台受到的瞬态冲击力约为1860N。（3）风载FL计算风载荷FL方向和大小都不确定，为了计算出风载荷，对其进行简化处理，风载的作用点在工作平台上，风向选择水平向左，则可以利用下面的公式计算风力：LFqA其中，q表示碰撞静压力，取100N/m²，相当风速为12.5m/s，A表示云梯工作平台处的迎风表面积，可以得到FL=1200N。（2）冲击载荷分析仿真在曲臂受到瞬态冲击载荷时要求在0.5s内迅速衰减，此时工作平台所受载荷为980N，即被救成年人的重力。为了节省仿真分析时间，将总时间定为5s，共分为两个时间步，第一个时间步：被救人员与工作平台接触的时间为0s~0.5s，曲臂所受载荷为1860N；第二个时间步：被救成年人自身重力对曲臂的影响，时间为0.5s~5s，载荷大小为980N。受力点为曲臂的末端位置。曲臂承受的载荷设定完毕后还需要设置响应的时间步长，该步长可以根据公式1/(20)initialresponsetf来进行设置，其中，频率responsef为所关心的最高阶模态响应频率，根据曲臂的模态分析得到最高阶频率为2.37Hz；设置时间步长为0.02s。阻尼对瞬态动力学分析的影响也很大，确定阻尼时，可以使用阻尼，但通常我们会忽略粘性阻尼，只留下因滞后而造成的阻尼或单元阻尼，阻尼的确定可以使用下面的公式：其中，为阻尼比，为主要响应频率。通过查询相关文献中对路灯车臂架结构的试验而得到的，可以计算出阻尼值的大小为0.0277，然后进行仿真分析得到的结果如图。 仿真结果分析对曲臂结构进行冲击载荷分析时，时间步长为两个时间点的时间增量，它可以影响计算求解的精确度。 曲臂受到冲击载荷作用时的最大应力约为84.733MPa，无冲击载荷作用时曲臂最大应力为29.268MPa，应力值提高了较大，但仍小于70钢的屈服强度700Mpa，曲臂受到冲击载荷作用时最大应力发生在第一节曲臂上弦杆下部。根据上述分析，曲臂受到冲击载荷时，其力学性能会发生变化，云梯车在实际的作业中可能受到的压力更大、时间更短、情况更复杂的冲击载荷的作用，危险发生的概率更大。因此，在路灯车的设计过程中，要设置减振原件或系统，提高各节曲臂接触位置的强度和刚度，避免应力集中出现发生危险。

      首先对动力学分析进行了简单介绍，并着重介绍了模态分析和冲击载荷分析；然后分析曲臂结构位于最危险工况时的模态，分析曲臂结构在该工况下发生共振的可能性；接着进一步分析曲臂位于极限工况下对冲击载荷的相应，从这两方面来分析曲臂结构的动态特性，为下一步的分析提供基础。第五章曲臂的结构优化与尺寸优化.曲臂的结构优化与尺寸优化现代结构优化也称为结构综合，主要是利用数值方法、计算机方法对结构进行优化，找出满足设计要求的方案，它是设计领域的重要研究方法。现代结构优化方法主要有尺寸优化、形状优化、材料优化和拓扑优化。本章根据前文所建模型的基础上，结合曲臂的静力学分析、动力学分析结果，利用拓扑优化对曲臂进行分析，目的是减轻曲臂的质量和提高安全性，为以后曲臂结构的优化打下基础。

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