叉车门架动态仿真及优化设计

叉车门架油缸驱动振动优化案例咱今天来唠唠叉车门架油缸驱动振动优化这事儿。

一、问题的发现。

你想啊，叉车在工作的时候，那门架就跟个大力士的手臂似的，得稳稳当当的。

可是呢，有段时间我们发现这个门架油缸驱动的时候，就跟抽风似的，老是振动。

这可不得了啊，就像人走路一瘸一拐的，不仅干活不利索，还感觉这叉车要散架似的。

这振动就导致货物放不准位置，有时候还差点把货物给晃掉了，这可危险着呢。

二、找病因。

那咱得看看是啥原因造成的呀。

这就好比医生给病人看病一样，得一步一步来排查。

接着就想到了液压油。

这液压油就像人的血液一样，要是有问题，整个系统都得闹毛病。

一检查，还真发现点儿事儿。

液压油有点脏，里面有些杂质。

这就好比人的血液里混进了沙子，肯定会影响血管的流通啊，在油缸里就是影响液压油的正常流动，可能就导致了振动。

再然后又研究了油缸的安装。

这安装就像盖房子打地基一样重要。

发现安装的时候有些地方的螺丝拧得不是特别紧，虽然看起来好像问题不大，但在叉车工作的时候，这种小毛病就被放大了，也有可能是造成振动的一个小“帮凶”。

三、优化措施。

找到原因了，那就得对症下药，开始优化。

1. 液压油方面。

把脏的液压油都给放出来，那感觉就像给叉车来一次大换血。

然后换上干净、合格的液压油。

这新的液压油流进油缸的时候，就像清澈的泉水流入干涸的河道，顺畅多了。

2. 安装调整。

把那些松的螺丝都重新拧紧，而且按照标准的扭矩来拧，确保每个螺丝都像忠诚的卫士一样坚守岗位，把油缸稳稳地固定住。

还顺便检查了一下整个安装结构，看有没有变形或者不合理的地方，发现有个小支架有点歪，赶紧给它矫正过来。

3. 增加减震装置。

考虑到即使前面的问题都解决了，可能还会有一些微小的振动，我们就像给门架油缸穿上了一层柔软的“防护服”一样，增加了一个小的减震装置。

这个减震装置就像汽车的减震弹簧一样，能够把那些多余的振动给吸收掉。

四、效果验证。

经过这一系列的优化措施之后，再让叉车去干活，哇塞，那效果简直立竿见影。

电动平衡重乘驾式叉车的仿真模拟与优化设计方法1. 引言电动平衡重乘驾式叉车在仓储物料搬运行业中扮演着重要的角色。

为了提高叉车的性能和安全性，仿真模拟和优化设计方法成为关注的焦点。

本文旨在研究电动平衡重乘驾式叉车的仿真模拟与优化设计方法，以提高其工作效率和能力。

2. 仿真模拟方法2.1 叉车动力学模型电动平衡重乘驾式叉车的动力学模型是仿真分析的基础。

模型应包括车体、电动机、传动系统和承载系统等主要组成部分，并考虑到重力、摩擦、惯性和外部负载等因素。

使用多体动力学原理建立数学模型，并结合数值方法求解，可以得到叉车的运动学和动力学响应。

2.2 环境仿真叉车工作环境复杂多变，包括室内仓库、户外货场等多种场景。

通过建立三维虚拟环境，模拟叉车的工作环境，包括地面、障碍物、堆栈货物等，可以评估叉车在不同场景下的运动性能和搬运能力。

可采用Unity3D等仿真软件进行环境建模和物理仿真。

2.3 控制算法仿真控制算法对叉车性能具有重要影响，包括速度控制、转向控制和载重控制等。

通过建立控制算法的仿真模型，可以评估不同算法在各种工况下的效果。

常用的仿真软件包括MATLAB/Simulink和ADAMS等。

控制算法仿真可以通过调节参数、仿真对比等方式，找到最佳的控制策略。

3. 优化设计方法3.1 变量优化在设计过程中，叉车的结构参数和控制参数是关键的设计变量。

通过建立设计参数与叉车性能指标之间的关系，采用全局优化算法（如遗传算法、模拟退火算法等），可以寻找到最优的设计参数组合。

通过适当的约束条件，确保设计具有可实现性和经济性。

3.2 材料优化叉车的结构材料对其负载能力和稳定性有重要影响。

运用材料学和结构力学原理，通过对材料的优化设计，可以提高叉车的强度和刚度。

优化设计方法可以考虑不同材料的性能参数，以及结构形态的优化，例如添加加强筋、轻量化设计等。

3.3 控制策略优化除了控制算法的仿真模拟外，还可以采用优化算法对控制策略进行进一步优化。

目录摘要 (1)关键词 (1)1前言 (2)2叉车的种类和使用性能 (3)2.1叉车的种类 (3)2.2叉车的主要使用性能 (3)3叉车货叉强度和刚度验算 (4)3.1货叉的主要结构参数 (4)3.2货叉计算简图 (5)3.3货叉的强度计算 (6)4叉架的设计计算 (8)5门架的设计与计算 (9)5.1门架系统的构造原理 (9)5.2门架强度的计算状态 (10)5.3计算滚轮压力 (11)5.4门架立柱截面几何性质 (12)5.5内门架强度计算 (15)5.5.1门架立柱断面翼缘厚度 校核 (15)5.5.2门架立柱断面腹板高度校核 (16)5.5.3门架立柱的弯矩校核 (16)5.6外门架强度计算 (18)5.6.1计算D点整体弯曲 (19)5.6.2校核局部弯曲应力 (20)5.7门架刚度计算 (20)5.7.1门架刚度的计算状态 (20)5.7.2确定门架端部产生的各水平位移 (23)5.7.3校核挠度 (25)5.8小结 (25)6滚轮组件的安装及计算 (26)6.1内门架与外门架滚轮的设计 (26)6.1.1轴的计算 (26)6.1.2轴承的选择 (27)6.1.3导轮的设计 (27)6.1.4轴用挡圈 (27)6.1.5孔用挡圈 (28)6.2叉架与内门架滚轮的设计 (29)7总结 (29)参考文献 (29)致谢 (30)3吨叉车的门架系统设计摘要：根据目前我国内燃叉车门架的结构性能,进行改装性设计,由于叉车工作装置存在的问题有很多。

比如:门架变形很大,门架轨道面产生压痕和磨损,或者滚轮被压碎，在设计当中注意这些问题。

对叉车的货叉和门架进行设计和计算，以提高叉车门架的稳定性，提升寿命和可靠性。

从设计当中了解叉车门架以及提升部分的结构性能,并为以后该装置的研究提供基础数据和部分图纸。

关键词：叉车货叉；叉架；门架；滚轮The System D esign O f 3 T ons F orklift T ruck D oor F rameAbstract:According to our current country internal combustion performance of the forklift truck door frame, to retrofit design, there are many problems because of the forklift truck working device. Such as: door frame deformation is large, the door frame rail surface indentation and wear and tear, or roller crushed. Pay attention to these problems in the design.To design and calculate the fork frame of the forklift, in order to improve the stability of the forklift frame, enhance the service life and reliability,understand the structural performance of forklift gantry and the hoisting part from the design, and provide the basic data and drawings for the future device.Key words:Forklift pallet fork; Fork; The door frame; Roller1前言叉车是应用十分广泛的流动式装卸搬运机械，是物料搬运机械(国外称为工业车辆或地面运输车辆)的一种。

基于ANSYS的叉车门架滚轮修形参数优化门架作为叉车工作中的主要零部件，在叉车运输过程中运动极度频繁，其受力分布影响叉车的整体性能。

作为主要运动受力部件滚轮与槽钢，其接触应力很大程度上影响门架性能。

在实际应用中滚轮通常采用圆心在两端的圆弧修行方式改善接触应力。

文章以诺力高门架叉车实际受力情况为例对叉车滚轮与槽钢的受力进行深刻的研究；采用对数函数曲线对滚轮母线进行修形，改善叉车滚轮与门架槽钢接触应力梯度与最大接触应力，提高了叉车整体稳定性。

标签：叉车门架；接触应力；滚轮修形1 概述门架在工作过程中，滚轮与槽钢不停的做接触滚动.且由于工况相对较为恶劣，叉车门架在实际使用中会出现门架槽钢断裂工况，门架槽钢的断裂不仅会影响叉车工作效率且严重时可能威胁施工人员的生命安全。

故对叉车门架槽钢断裂的深层次原因需要进一步研究。

叉车门架槽钢与滚轮的接触应力作为影响叉车门架槽钢寿命的因素之一，其接触应力的梯度分布与应力幅值影响槽钢疲劳寿命，故研究降低滚轮与槽钢的接触应力与应力梯度分布成为提高叉车门架稳定性的研究重点。

门架滚轮与槽钢的接触属于典型的接触问题，接触模型中的“边缘效应”影响滚轮与槽钢之间的载荷的分布，从而影响叉车门架稳定性。

故在叉车滚轮设计中引入凸度设计，能较好的解决滚轮与槽钢接触的“边缘效应”，降低接触应力提高门架稳定性。

2 滚动体母线修形原理与修形方式滚子修形解决边缘效应的原理是将滚子与滚道接触产生的变形量与修形量相等，保证滚子变形后整个接触面变形均匀，不存由于变形不均而产生的应力梯度。

2.1 圆心在母线两端的圆弧修形其中b为滚动体与滚道修形后接触区域的宽度。

3基于ANSYS的叉车门架接触应力分析现阶段，企业在生产叉车门架滚轮时都采用两端圆弧修形，此方法加工成本相对较低，且能解决接触中的“边缘效应”。

在额定外载荷F=26503.4N作用下，滾轮与槽钢接触变形。

在做有限元分析时去滚轮与槽钢接触模型的四分之一进行建模此模型能很好的节约计算时间与资源。

叉车门架结构优化设计摘要】：随着我国经济的快速发展，工业领域也在不断的进步，而叉车作为工业中重要的搬运车辆，已经被应用的越来越多。

近些年来，我国的叉车行业发展迅速，相应的对于叉车也就有了更高的要求。

但是叉车在某些方面还是存在一些问题，其中叉车门架的结构发生应力变形、门架系统噪音大是最主要的。

本文通过对叉车门架的结构进行分析，达到优化的目的，使叉车的门架使用更稳定。

关键词：叉车门架；结构优化；设计现如今，各个行业对于叉车的要求越来越好，不仅要求具有一定的起升高度，还要拥有较低的落地高度，并且性能也是关键。

目前叉车普遍存在一些问题，例如门架结构受力差、落地高度达不到要求等，这些都是需要进行改进以及优化的方向。

一、门架系统的构成（一）货叉在叉车进行货物提取时，都是通过货插来实现的，一辆叉车上一般都会配备两个相同的货叉。

这两个相同的货叉与叉架进行连接。

大多数的货叉都是相同的结构形状，侧面与英文字母L相似，其竖直部位与叉架相连，水平部位悬空，这两部分是一个完整体，所以一般称其为整体式货叉。

还有一小部分叉车的货叉水平部分和竖直部分是用销子进行连接的，这样的货叉水平部分较为灵活，可以进行向上的折叠，因此这种货叉被叫作折叠式货叉。

折叠式货叉较少，所以本文只针对整体式货叉进行论述。

在使用叉车对货物进行提取时，先将货叉水平部分降低到能够插入货物底部的位置，然后叉车前进货叉插入货物底部，然后货叉托举货物向上升起。

为了方便货物的叉取，货叉水平部分的表面会比较平整，而下表面远离叉架的部分会一个向上的弧度，这样货叉水平部分的前端就会很薄，并且从上向下看可以看到前端是圆弧形状，这不仅可以方便货物叉取，还防止了对货物的损坏。

货叉的竖直部分与叉架的连接一般有两种形式，分别是挂钩型和交接型。

叉架上都会有定位销的存在，这是为了防止货叉的移动[1]。

（二）叉架叉架又叫滑架，是连接货架的重要部位，它带动着货叉以及货物进行上下运动，而叉架的运动都是由起重链条来控制的。

叉车振动仿真及发动机总成悬置优化周洪威;李雪梅;刘夫云;杨运泽;伍建伟【摘要】利用ADAMS软件建立某型叉车整车在怠速工况下的振动仿真模型，并进行实验验证，实验表明通过采用对连接螺栓的柔性化方法可以有效提高叉车仿真模型的准确性。

在此基础上利用ADAMS试验设计方法，对整车动力总成悬置刚度阻尼匹配进行优化，结果表明通过刚度阻尼的合理匹配能在一定程度上改善整车车架上的振动情况。

%The model of a forklift truck is built for vibration simulation in idling condition by means of ADAMS software. The result of simulation is verified experimentally. It shows that the accuracy of the forklift truck simulation can be effectively improved by raising the flexibility of the bolt joints. On this basis, the match between stiffness and damping of the powertrain suspension of the forklift truck is optimized by using ADAMS software. Results demonstrate that the reasonable match between stiffness and damping can improve the vibration condition of the truck.【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】7页(P65-70,89)【关键词】振动与波;叉车;ADAMS仿真分析;刚度阻尼匹配;减振【作者】周洪威;李雪梅;刘夫云;杨运泽;伍建伟【作者单位】桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林 541000;桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林 541000;桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林 541000;桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林 541000;桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林 541000【正文语种】中文【中图分类】TB123内燃叉车因为功能广泛、机动性强得到广泛应用,但随着市场竞争的加剧以及客户对产品要求不断提高，对叉车的振动噪声控制变得日益重要。

叉车门架优化设计及三维建模任务书1．课题意义及目标学生应通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，深入了解叉车门架的结构、优化设计及三维建模等方面的方法及设计思想等内容，为学生在毕业后从事工作打好基础。

2．主要内容（1）根据已有的叉车资料，通过门架结构分析，并进行优化和三维建模。

（2）门架和滚轮组的设计计算和参数确定（3）选用优化方法进行优化(4) 建立三维模型，并对结构进行加载分析3．主要参考资料[1] 苏文瑾;叉车门架系统CAD/CAE技术研究[D]. 太原科技大学, 2011年.[2] 卫良保;鲁永春;;叉车门架三维数字化设计[J];太原科技大学学报;2010(04):300-304 .[3] 武景刚;张占仓;马鹏飞. 叉车门架有限元分析及系统设计[J]. 叉车技术;2006(02):63-67.4．进度安排审核人：年月日叉车门架优化设计及三维建模摘要叉车是物料搬运的一种,属于搬运装卸机械，工作方式是流动性的。

叉车的应用也是相当广泛.叉车还可以叫做万能装卸车或者是自动装卸车。

叉车是通过在无轨底盘上装备了专用的装卸装置。

叉车能够广泛的用于车站、机场、港口、码头、仓库或者是工矿企业等各个部门，用来实现机械式的装载、堆垛和较短距离的运输等，是在物流系统装载机械设备中占有非常重要的地位。

针对我国目前叉车的设计，对叉车门架的结构和性能进行优化设计,目前来看，叉车装置在工作当中还存在很多问题。

我们要在生产设计当中特别注意，例如:门架会出现过量变形,轨道面磨损和滑痕,滚轮被压碎。

从而提高叉车门架的稳定性、可靠性以及使用寿命。

在设计的时候，我们应当充分了解叉车门架的结构特性和使用性能,并进行三维建模和有限元分析，从而进行优化并确定最后各参数。

关键词：；门架；滚轮；货叉；叉架；三维建模；有限元分析Forklift truck door frame optimization design and 3 d modeling Forklift flow belongs to the type of transportation and handling machinery, is one of the types of material handling. widely. Forklift can also be called a fork lift or automatic loading and unloading of the car. Forklift truck is through the trackless chassis is equipped with a special handling device. Forklift truck can be widely used in railway stations, airports, ports, docks, warehouses, or industrial and mining enterprises and other departments, to realize the mechanical loading, stacking and the short distance transportation, is indispensable to the logistics system of loading mechanical equipment.According to China's current internal combustion forklift frame structure performance, optimize the design, because there are a lot of problems for forklift. For example: gantry deformation, track wear and indentation, or roller is crushed, we want to pay special attention to these issues in the design. For forklift truck gantry and fork for design, improve the stability and reliability and service life of forklift truck. In the design, the structure and performance of the forklift truck portal frame and the lifting part are fully understood, and the 3D modeling and finite element analysis are carried out, and the final parameters are optimized and determined..Key words: The door frame; Roller；Forklift pallet fork; Fork;3 d modeling; The finite element analysis目录1绪论 (1)1.1课题研究的目的及意义 (1)1.2国内外叉车发展研究现状 (2)1.3叉车种类和使用性能 (3)2叉车货叉强度及刚度验算 (5)2.1货叉主要结构参数 (5)2.2货叉计算简图 (5)2.3货叉的强度计算 (6)3叉架的设计与计算 (9)4门架的设计与计算 (10)4.1门架强度的计算状态 (10)4.2计算滚轮压力 (11)4.3门架立柱截面几何性质 (12)4.4内门架强度计算 (16)4.5外门架强度计算 (19)4.6门架刚度计算 (21)5滚轮组件的安装及计算 (26)5.1内门架与外门架滚轮的设计 (26)5.2叉架与内门架滚轮的设计 (28)6确立优化方法并进行优化 (30)7有限元分析及三维模型的建立 (31)8总结 (35)参考文献 (36)致谢 (37)1绪论1.1课题研究的目的及意义（1）论文研究目的：叉车作为搬运货物的机械，被广泛用于港口、车站、工厂、仓库等各部门。

叉车门架的有限元分析及动态仿真分析随着国内外叉车市场竞争日趋激烈,但目前国内叉车生产企业大多仍采用传统、简单的类似计算方法,有必要采用现代设计手段来提高设计质量。

本文主要工作是围绕运用PRO/E对叉车门架进行三维实体造型、利用ANSYS对叉车门架的关键构件进行有限元分析、应用APDL开发货叉专用有限元分析模块、采用ADAMS 对叉车门架的工作过程进行动态仿真以及对门架结构的优化设计展开的,主要研究内容包括:(1)以CPC30型叉车门架作为研究对象,利用三维参数化设计软件PRO/E对其零部件进行了3D参数化建模与装配,并在其环境下进行了装配干涉检查。

为叉车门架的有限元分析和动态仿真分析奠定了基础。

(2)利用ANSYS软件对叉车门架的关键部件(货叉、内门架、外门架)进行有限元静力学分析,获得了关键部件的应力分布云图、位移变形云图。

经分析,验证了该型叉车门架关键部件设计的合理性。

在完成静力学分析的基础上,并对内门架进行模态分析,得出了其前十阶振型和固有频率。

其中内门架的第一阶固有频率26.33Hz大于路面激励20Hz,得出了其在工作时是不会引起共振,该型内门架的设计是合理的。

(3)以ANSYS软件的二次开发语言APDL为工具,开发了货叉专用有限元分析模块。

通过实例分析验证了该模块程序编制的正确性。

该模块可实现货叉的参数化设计、分析,与常规操作繁琐的有限元分析步骤相比,具有较高的设计分析效率。

(4)应用PRO/E与ADAMS之间的MECH/PRO接口模块,研究了叉车门架三维实体模型在传递过程中的参数设置与操作方法,成功实现了该实体模型通过该接口向ADAMS的传递。

(5)利用ADAMS创建了叉车门架的虚拟样机模型,实现了叉车门架工作过程的动态仿真。

经分析得到了叉车门架各铰接点和相关构件的运动、受力、位移特性曲线及性能参数,为叉车门架的结构设计与优化提供了参考。

(6)以倾斜油缸最大受力最小化为优化目标建立了数学模型。

基于ADAMS的叉车门架系统参数化建模及优化分析
曾红;李岩;张文广
【期刊名称】《起重运输机械》
【年(卷),期】2009(000)003
【摘要】利用ADAMS软件中参数化建模与分析功能,建立了叉车门架系统的参数化模型,以工作过程中倾斜液压缸最大拉力最小为目标函数,对倾斜液压缸的铰接点位置进行了设计研究和优化设计.
【总页数】4页(P46-49)
【作者】曾红;李岩;张文广
【作者单位】辽宁工业大学机械工程与自动化学院,121001;辽宁工业大学机械工程与自动化学院,121001;辽宁工业大学机械工程与自动化学院,121001
【正文语种】中文
【中图分类】TH2
【相关文献】
1.基于ADAMS的平衡重式叉车转向系统建模与优化设计 [J], 孙保群;何龙;夏光
2.基于ADAMS的汽车车盖参数化建模与优化分析 [J], 潘东亮;孙东明;张宝勇
3.基于ADAMS的备胎收放装置参数化建模及优化设计 [J], 彭超;李立顺;李红勋
4.基于ADAMS的横置液压缸式叉车转向系统参数化建模与仿真 [J], 曾红;张志华;陈静
5.基于ADAMS的剪叉机构的参数化建模及优化设计 [J], 刘洋;姜吉光
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叉车作业中的车辆动力学建模与仿真分析嘿，咱们今天来聊聊叉车作业中的车辆动力学建模与仿真分析，这个话题听起来挺高大上的，但其实挺接地气的。

我给你们举个例子，就像咱小时候玩四驱车，那种乐趣啊，和现在研究叉车动力学其实有点相似。

记得小时候，咱家里的地下室有个小角落，放着一排排的小汽车模型，那时候我们就拿那个小玩意儿来比赛，谁的小车跑得快，谁就是赢家。

那时候，咱没想过要建模，也没想过要仿真，咱就是觉得好玩。

但是，现在回想起来，那个玩儿的过程，其实就是一个简单的动力学建模和仿真过程。

现在的叉车作业，可比咱们小时候玩四驱车复杂多了。

叉车不是简单的跑来跑去，它还得承载货物，还要在狭小的空间里灵活操作。

这时候，咱们就要用到车辆动力学建模和仿真分析了。

首先，咱们得建个模型。

这个模型得把叉车所有的物理参数都考虑进去，比如重量、尺寸、动力系统、转向系统等等。

这个过程中，你得像咱们小时候玩四驱车一样，得研究各种零件，得知道哪个部件影响速度，哪个部件影响稳定性。

建好模型之后，咱们就要仿真了。

这个仿真可不是简单的模拟跑一遍，得让叉车在虚拟环境中进行各种操作，比如承载重物上下坡、转弯、避障等等。

通过仿真，咱们可以预测叉车在实际作业中的表现，看看它能不能满足我们的需求。

记得有一次，我们接了一个大项目，要为一家物流公司提供叉车。

那家公司的要求很高，叉车不仅要速度快，还得在狭小的仓库里灵活操作，还要保证货物的安全。

我们一开始建了个模型，结果仿真的时候发现，叉车在操作过程中会出现不稳定的情况。

这可不行，我们得赶紧想办法解决。

于是，我们就对模型进行了修改，增加了稳定性的参数，重新进行了仿真。

结果发现，叉车在操作过程中的稳定性大大提高了。

最后，我们把这个模型应用到实际生产中，叉车表现得很不错，那家物流公司对我们的服务也很满意。

说到底，叉车作业中的车辆动力学建模与仿真分析，其实就是把复杂的实际问题简化成一个模型，然后在虚拟环境中进行测试和优化。