agv小车车架的轻量化设计与分析(附件)【字数：15890】
对于现如今自动导引车自重比率较大的现状,需要我们在不影响强度的状况进行轻量化。以某种载荷为600kg的AGC车架为研究对象，通过3D建模软件Solidworks对其进行建模，根据载荷工况条件进行有限元分析，使用软件为ANSYS的Workbench平台进行有限元分析，得出结果后，对结果进行评估，对车架零部件进行分类优化。并且利用Hyperworks进行拓扑优化的轻量化设计。主要优化方法为使用强度更高的低合金钢代替原来的碳素结构钢，减少板厚和增加减重孔。目标为进行优化后车架总重量降低20%，同时安全系数最低处不低于2。关键词 AGV；轻量化；有限元 ；solidworks
目 录
第一章 绪论 1
1.1 选题的目的和意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本设计主要研究内容 1
第二章 AGV小车车架的设计与有限元分析 1
2.1 车架结构的选用 1
2.2 参考机型样例 1
2.3 车架及零部件设计 1
2.4 对车架的分析 1
2.5 模型简化 1
2.6 材料 1
2.7 单元类型 1
2.8 网格 1
2.9 约束条件 1
2.10 载荷 1
2.11 计算 1
2.12 结果分析 1
2.13 小结 1
第三章 车架拓扑优化的轻量化设计 1
3.1 概述 1
3.2 材料定义 1
3.3 网格 1
3.4 约束和载荷 1
3.5 拓扑优化 1
3.6 小结 1
第四章 车架的材料轻量化设计 1
4.1 概述 1
4.2 材料 1
4.3 结构优化 1
4.4 有限元计算 1
4.5 小结 1
结 论 1
致 谢 1
参考文献 1
第一章 绪论
1.1 选题的目的和意义
AGV中文名自动引导车，其英文全称为Automated *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
Guided Vehicle，通常也称为AGV小车。指安装有光学或电磁等自动导引装置，可以沿设定的导引路径行驶，具有各种移载以及安全保护的功用，在工业应用中无需驾驶员的搬运车，其动力能源为充电蓄电池。其运行路线以及动作常使用电脑来控制，或运用电磁轨道(Electromagnetic Pathfollowing System)来设立其行进路线，电磁轨道黏贴在地板上，无人搬运车则按照电磁轨道所带来的信息从而进行位移与运动[1]。
AGV的特点是车轮位移，同步行、爬行或其它非轮式的移动机器人相比，它具备更简略的构造，更高的工作效率，更高的安全性，更便捷的行动性，更强大的控制性等优势[2]。同较于其他常见的物料运送器械，无需在AGV的活动区域架设轨道、支座架等固定设施，因此能够不受空间、场地和道路的约束。由此可见，在自动化物流系统中，AGV是最能充分地表现其自动性和柔性，实现经济、方便、高效的无人化运作的设备。
此类运输车可以沿设定的导引路径行驶，并具备各种装载运输以及安全保护功用。随着现代工业的发展，AGV已广泛适用于各种加工行业中，并逐渐代替传统的人工运输物料以及工厂调度。因此对AGV的优化是很有必要
车架是整车的基体，车辆中一切总成和零件都直接或间接装置于车架上，因而车架必需拥有足够的刚度和强度[3]。同时随着材料成本的提高，如何使产品成本下降，同时增加效率，使产品更有竞争力已经成为越来越受关注的热点。应用有限元分析软件对AGV车架结构进行轻量化，将大大降低材料成本，确保AGV小车车架结构设计具有足够的科学性、合理性及可靠性，同时降低车架的重量，提高生产的工艺性，是实现AGV小车降低成本提高效率的有效方法。
1.2 国内外研究现状
国内研究现状：
随着国际化趋势的进一步提高，中国很多企业明白了企业运行中想要减少人力物力的，降低成本，提升工作效率，AGV是最有效的途经。所以近些年国内AGV小车产业也取得了了巨大的进步[4]。不过相较于欧洲更先进的AGV技术，我国低价产品无需安装所有的功能模板，也无需对其设计照搬照套，只需要在满足基本行走及负重要求情况下，根据实际目标进行功能模板的添加即可。这种低成本AGV可与复杂度较小的应用场所相适应，其主要目的为运输，并不着重于AGV的工厂调度、自动装载等附加功能。
现如今，我国对于有限元对车架的剖析，已发展到有限元法进行静强度计算和模态分析的大范围使用阶段。而在动态分析方面，郑兆昌等人提出了利用车架模态分析结果，直接评估其构造的动态设计，并且利用大型结构软件SAP对货车构造进行了动态分析[5]。此外，对于模态分析技术方面，冯国胜在汽车车架缺陷诊断中进行了深化的研究[6]。
国外研究现状：
AGV的最早雏形出现在1913年，就是美国福特公司率先使用的有轨引导车[7]。事实上， 在1953，美国的巴雷特公司研制出世界上第一台自动引导车，该小车的控制方式是牵引式的[8]。这之后英国研制了一种利用电磁引导的AGV小车。这种小车相比较原本必须架设轨道的繁琐，显得异常简便。此外，因为埋线能够同时操控多个AGV运行，因此AGV自动化、方便性的优点更加明显，一时之间这种磁导式AGV在某些行业得以普遍运用。1969年瑞典公司第一次在制作和装配过程中运用AGV，1973年瑞典沃尔沃公司在卡尔玛轿车装配线上大批使用AGV从事自动化装配任务。到了70年代末期的欧洲，那时AGV已经得到了更广泛的推行和使用，总共有4800台AGV自动导引小车以及520套AGV系统，到1985年发展到大约一万台[9]。
而美国的AGV技术则是在80年代由欧洲传过来的，并在欧洲的基础上取得了更高的发展，他们采用了更强大的计算机操控模式和坐标引导模式，从而获得了更大的载货量，更先进的运载系统和更高的稳定性。
在欧洲的技术影响下，80年代的日本制造出磁导航小车，这样使AGV小车的稳定性得到了大幅的提升，AGV小车也大批应用与汽车制造范畴。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 选题的目的和意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本设计主要研究内容 1
第二章 AGV小车车架的设计与有限元分析 1
2.1 车架结构的选用 1
2.2 参考机型样例 1
2.3 车架及零部件设计 1
2.4 对车架的分析 1
2.5 模型简化 1
2.6 材料 1
2.7 单元类型 1
2.8 网格 1
2.9 约束条件 1
2.10 载荷 1
2.11 计算 1
2.12 结果分析 1
2.13 小结 1
第三章 车架拓扑优化的轻量化设计 1
3.1 概述 1
3.2 材料定义 1
3.3 网格 1
3.4 约束和载荷 1
3.5 拓扑优化 1
3.6 小结 1
第四章 车架的材料轻量化设计 1
4.1 概述 1
4.2 材料 1
4.3 结构优化 1
4.4 有限元计算 1
4.5 小结 1
结 论 1
致 谢 1
参考文献 1
第一章 绪论
1.1 选题的目的和意义
AGV中文名自动引导车，其英文全称为Automated *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
Guided Vehicle，通常也称为AGV小车。指安装有光学或电磁等自动导引装置，可以沿设定的导引路径行驶，具有各种移载以及安全保护的功用，在工业应用中无需驾驶员的搬运车，其动力能源为充电蓄电池。其运行路线以及动作常使用电脑来控制，或运用电磁轨道(Electromagnetic Pathfollowing System)来设立其行进路线，电磁轨道黏贴在地板上，无人搬运车则按照电磁轨道所带来的信息从而进行位移与运动[1]。
AGV的特点是车轮位移，同步行、爬行或其它非轮式的移动机器人相比，它具备更简略的构造，更高的工作效率，更高的安全性，更便捷的行动性，更强大的控制性等优势[2]。同较于其他常见的物料运送器械，无需在AGV的活动区域架设轨道、支座架等固定设施，因此能够不受空间、场地和道路的约束。由此可见，在自动化物流系统中，AGV是最能充分地表现其自动性和柔性，实现经济、方便、高效的无人化运作的设备。
此类运输车可以沿设定的导引路径行驶，并具备各种装载运输以及安全保护功用。随着现代工业的发展，AGV已广泛适用于各种加工行业中，并逐渐代替传统的人工运输物料以及工厂调度。因此对AGV的优化是很有必要
车架是整车的基体，车辆中一切总成和零件都直接或间接装置于车架上，因而车架必需拥有足够的刚度和强度[3]。同时随着材料成本的提高，如何使产品成本下降，同时增加效率，使产品更有竞争力已经成为越来越受关注的热点。应用有限元分析软件对AGV车架结构进行轻量化，将大大降低材料成本，确保AGV小车车架结构设计具有足够的科学性、合理性及可靠性，同时降低车架的重量，提高生产的工艺性，是实现AGV小车降低成本提高效率的有效方法。
1.2 国内外研究现状
国内研究现状：
随着国际化趋势的进一步提高，中国很多企业明白了企业运行中想要减少人力物力的，降低成本，提升工作效率，AGV是最有效的途经。所以近些年国内AGV小车产业也取得了了巨大的进步[4]。不过相较于欧洲更先进的AGV技术，我国低价产品无需安装所有的功能模板，也无需对其设计照搬照套，只需要在满足基本行走及负重要求情况下，根据实际目标进行功能模板的添加即可。这种低成本AGV可与复杂度较小的应用场所相适应，其主要目的为运输，并不着重于AGV的工厂调度、自动装载等附加功能。
现如今，我国对于有限元对车架的剖析，已发展到有限元法进行静强度计算和模态分析的大范围使用阶段。而在动态分析方面，郑兆昌等人提出了利用车架模态分析结果，直接评估其构造的动态设计，并且利用大型结构软件SAP对货车构造进行了动态分析[5]。此外，对于模态分析技术方面，冯国胜在汽车车架缺陷诊断中进行了深化的研究[6]。
国外研究现状：
AGV的最早雏形出现在1913年，就是美国福特公司率先使用的有轨引导车[7]。事实上， 在1953，美国的巴雷特公司研制出世界上第一台自动引导车，该小车的控制方式是牵引式的[8]。这之后英国研制了一种利用电磁引导的AGV小车。这种小车相比较原本必须架设轨道的繁琐，显得异常简便。此外，因为埋线能够同时操控多个AGV运行，因此AGV自动化、方便性的优点更加明显，一时之间这种磁导式AGV在某些行业得以普遍运用。1969年瑞典公司第一次在制作和装配过程中运用AGV，1973年瑞典沃尔沃公司在卡尔玛轿车装配线上大批使用AGV从事自动化装配任务。到了70年代末期的欧洲，那时AGV已经得到了更广泛的推行和使用，总共有4800台AGV自动导引小车以及520套AGV系统，到1985年发展到大约一万台[9]。
而美国的AGV技术则是在80年代由欧洲传过来的，并在欧洲的基础上取得了更高的发展，他们采用了更强大的计算机操控模式和坐标引导模式，从而获得了更大的载货量，更先进的运载系统和更高的稳定性。
在欧洲的技术影响下，80年代的日本制造出磁导航小车，这样使AGV小车的稳定性得到了大幅的提升，AGV小车也大批应用与汽车制造范畴。
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