本科畢業(yè)設(shè)計 立體車庫的機械系統(tǒng)設(shè)計

本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)設(shè)計題目立體車庫的機械系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化作者姓名學(xué)號單位機械與工程學(xué)院指導(dǎo)教師2015年5月教務(wù)處編11原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨立進行研究取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，論文中不含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得聊城大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位證書而使用過的材料。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人承擔(dān)本聲明的相應(yīng)責(zé)任。學(xué)位論文作者簽名：日期指導(dǎo)教師簽名：日期111111摘要隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車越來越多地進入普通家庭，使得我國城市停車難問題日益加劇。機械式立體車庫占地少、布局靈活、高效節(jié)能，成為目前解決停車難問題的重要方式之一，其中以升降橫移式立體車庫應(yīng)用最為廣泛。本文結(jié)合實際情況，對兩層升降橫移式立體車庫進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，給出工程項目施工的全部技術(shù)資料。立體車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括車庫主體框架、傳動系統(tǒng)、載車板以及安全防墜落裝置。首先，根據(jù)車庫施工現(xiàn)場場地限制與車庫設(shè)計要求確定車庫主體框架和載車板的結(jié)構(gòu)形式與總體尺寸；設(shè)計主傳動系統(tǒng)、橫移傳動機構(gòu)和安全防墜落裝置的結(jié)構(gòu)，并對主傳動軸進行設(shè)計和強度校核。其次，采用有限元技術(shù)對車庫主體框架鋼結(jié)構(gòu)進行不同工況條件下的穩(wěn)定性分析。關(guān)鍵詞：立體車庫升降橫移式結(jié)構(gòu)設(shè)計有限元分析II１1Abstract Withthedevelopmentofthenationaleconomyinourcountry,moreandmorehouseholdpassengervehiclesareenteringthecommonfamilies，whichaggravatetheparkingproblems.Mechanicalstereogaragehasmanyadvantages，forexample，highspaceutilizationandenergyconservation．Itbecomesthefirstchoiceforsolvingtheproblemsofhardparking．Especially,lift—slidingtypestereogarageisthemostwidelyused．Combinedwithspecificengineering，themaincontentsinthispaperareasfollows：Firstly,structuredesignofthetwo·-layerlift·-slidingtypestereogaragewasfinished.SOassemblingtypeloadingPalletisfiniteelementanalysiswascompletedanditsstressanddeformationwereobtainedinthispaper,whichprovidedreferenceandbasisforassemblingtypeloadingpalletisstructuredesignandimprovement．KEYWORDS；lift—slidingtype；structuredesign；finiteelementanalysis(FEA)IIIIPAGE1目錄TOC\o"1-3"\h\u5268立體車庫的機械系統(tǒng)設(shè)計 IV276371緒論 IV296861．1課題研究的背景和意義 IV174621．1．1論文研究的背景 IV88651．1．2本文研究意義 V169071．2機械式立體車庫國內(nèi)外發(fā)展與現(xiàn)狀 V315481．2．1國外研究現(xiàn)狀 V294531．2．2國內(nèi)研究現(xiàn)狀 VII93112升降橫移式立體車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計 VIII320752．1升降橫移式立體車庫結(jié)構(gòu) VIII179972．1．1升降橫移式立體車庫結(jié)構(gòu)形式 VIII247452.1.2車庫主體鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 IX80282．2傳動系統(tǒng)設(shè)計 XI123162．2．1提升電機的選擇 XI298902．2．2提升鏈條鏈輪的選擇及計算 XI270872.3立體車庫升降橫移機構(gòu)設(shè)計 XIV27182.3.1橫移機構(gòu)設(shè)計 XIV34512.3.2載車板設(shè)計 XIV190642.3.3安全防護機構(gòu) XV267613立體車庫鋼結(jié)構(gòu)框架分析 XVI110843．1有限元分析方法概述 XVI162743．1．1有限單元法分析基本步驟 XVII48073．2立體車庫主體框架結(jié)構(gòu)建模及受力分析 XVII143393．2．1車庫主體框架幾何模型的建立 XVII161093．2．2車庫主體結(jié)構(gòu)力學(xué)分析及簡化 XVIII32643.2.4立體車庫的載荷工況 XIX266854總結(jié)與展望 XX2134．1總結(jié) XX20654．2展望 XX18626參考文獻 XXII26416致謝 XXIIIPAGE3立體車庫的機械系統(tǒng)設(shè)計1緒論1．1課題研究的背景和意義1．1．1論文研究的背景隨著汽車數(shù)量的激增，我國城市交通壓力大大增加，迫切需要新建、擴建和改建相應(yīng)的城市道路、交通管理設(shè)施以及各類停車設(shè)施。據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計，截止2008年統(tǒng)計，我國生產(chǎn)汽車934．5萬輛，同比增長5．2％，我國國內(nèi)汽車銷量為938．05萬輛，同比增長6.7％。由于汽車數(shù)的增長遠遠高于停車位的增長，我國每年停車位的缺口高達300多萬個，城市停車位遠遠不能滿足需要。當(dāng)前我國的汽車與車位數(shù)量之比約為5：1，而正常的平衡比例應(yīng)當(dāng)是1：1．2，差距很大，需要大量增加停車位，在城市土地資源緊缺的情況下通過地面增加車位己難以滿足要求【1】通常國內(nèi)外解決停車難的問題有以下辦法：廣場型停車場、路邊停車區(qū)、地下停車場、機械式立體車庫。在寸土寸金的城市中心不可能浪費大面積土地來用于泊車輛的廣場型停車場或者路邊停車區(qū)；地下停車場存在著施工周期長及造價較高的局限性。機械式立體車庫具有空間利用率高，節(jié)省城市土地資源；造價低、施工期短；出入庫時間短、管理、使用簡便快捷、安全可靠：節(jié)能和保護環(huán)境等優(yōu)點。同時機械式立體車庫還可以充分發(fā)揮占地少，化整為零，模塊組合等的優(yōu)勢，在住宅區(qū)的每個組、單元或每棟樓下都可以隨機建立立體車庫，實現(xiàn)停車數(shù)量大幅增多的目的，這對眼下車庫短缺的小區(qū)或者商用寫字樓等解決停車難問題提供了解決辦法。因此，機械式立體車庫具有廣闊的應(yīng)用前景?！?】1．1．2本文研究意義立體車庫在我國還是新興產(chǎn)業(yè)，具有廣闊的發(fā)展前景，國家經(jīng)貿(mào)委將“城市立體車庫”列為“近期行業(yè)技術(shù)發(fā)展重點”。然而目前我國立體車庫行業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)未能完善統(tǒng)一：許多立體車庫生產(chǎn)廠家以仿制為主，自主開發(fā)能力弱，缺乏自PAGE22主知識產(chǎn)權(quán)；對立體車庫的系統(tǒng)理論研究較少，特別是對立體車庫的主體框架鋼結(jié)構(gòu)精確理論計算和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計較少，不能深化產(chǎn)業(yè)。通過有限元技術(shù)可以節(jié)約設(shè)計成本和制造費用，快速響應(yīng)市場需求，增強企業(yè)的市場的競爭力，深化我國的立體車庫行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。從機械式立體車庫的類型看，應(yīng)用較多的是升降橫移類，占總量的83％，其所占比升降橫移式立體車庫結(jié)音白設(shè)計與有限元分析?！?】隨著機械式立體車庫的發(fā)展還會繼續(xù)上升。所以本文在升降橫移式立體車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，深入地對升降橫移式立體車庫的主體框架與載車板進行有限元分析是十分必要、迫切且有意義的。1．2機械式立體車庫國內(nèi)外發(fā)展與現(xiàn)狀機械式立體車庫經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已由初期的半自動化控制方式發(fā)展到全自動化的控制方式；機械結(jié)構(gòu)也發(fā)展到了模塊化設(shè)計，便于組合、拆卸；使用材料和工藝也都有了突飛猛進的發(fā)展。如今，立體車庫在西歐、東南亞、韓國、日本都得到了廣泛的應(yīng)用，形成了一個包括制造、安裝、使用和維修的行業(yè)體烈。1．2．1國外研究現(xiàn)狀機械式立體車庫在國外經(jīng)濟發(fā)達國家和地區(qū)如日本、德國、韓國都已有數(shù)十年的發(fā)展歷史。尤其是日本，由于土地資源缺乏，人口密度高，其機械式立體車庫發(fā)展起步早、種類齊全、技術(shù)水平及開發(fā)經(jīng)驗豐富，現(xiàn)已經(jīng)發(fā)展成有數(shù)十個品種的大家族，它可以據(jù)現(xiàn)場條件和使用者的要求選用機型，己經(jīng)是比較成熟的產(chǎn)品。日本在立體車庫的技術(shù)研究與開發(fā)、制造、管理等方面的水平都處于領(lǐng)先地位，所建成的立體停車場的數(shù)量和其容車量也居于世界前列?！?】日本的優(yōu)勢主要在多層升降橫移類、垂直升降類、水平循環(huán)類、垂直循環(huán)類、簡易升降類等產(chǎn)品上。圖1國外高容量的立體車庫1．2．2國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國機械停車設(shè)備技術(shù)發(fā)展經(jīng)過了三個階段，第一個階段為20世紀(jì)80年代的自主開發(fā)階段，此階段生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)客戶要求，自行開發(fā)設(shè)計，因此種類較少，技術(shù)單一；第二階段為90年代的技術(shù)引進階段，國內(nèi)外許多企業(yè)都開始看好中國的停車行業(yè)，出現(xiàn)了許多合資企業(yè)，或是引進國外的技術(shù)，利用廉價的生產(chǎn)成本與國外的成熟技術(shù)結(jié)合參與停車行業(yè)的競爭；第三階段就是2003年以后的消化與創(chuàng)新階段，各企業(yè)為增強自身的競爭力，開始對引進的技術(shù)，進行充分的消化分析，并根據(jù)國內(nèi)的實際使用情況進行改造與創(chuàng)新，走上自主開發(fā)的道路。經(jīng)過幾個階段的發(fā)展，我國已經(jīng)形成了新興的停車設(shè)備行業(yè)?！?】圖2在我國廣泛使用的升降橫移式立體車庫2升降橫移式立體車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計2．1升降橫移式立體車庫結(jié)構(gòu)升降橫移式立體車庫采用模塊化設(shè)計，車位數(shù)從幾個到上百個均可采用，能利用多種場地條件，運用多種組合方式，有效利用場地現(xiàn)有空間，也能廣泛使用于地下停車場及地面停車場的改造。升降橫移式立體車庫主要應(yīng)用在住宅社區(qū)的公用停車場、機關(guān)單位、商用寫字樓、賓館飯店的地上、地下停車場。所以本文結(jié)合實際工程項目需要，選擇升降橫移式立體車庫為研究對象。2．1．1升降橫移式立體車庫結(jié)構(gòu)形式升降橫移式立體車庫主框架由根據(jù)同的結(jié)構(gòu)形式可以分為三種形式：單柱形式（圖3）；跨梁形式（圖4）；后懸臂形式（圖5）。下圖為升降橫移式立體車庫主框架的三種典型形式。圖3單柱形式圖4跨梁形式圖5后懸形式單柱型式結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、搬運方便，給駕駛員一種導(dǎo)正的作用，若裝有平衡裝置在升降過程中有全程平衡保護，但對于車輛入庫不方便。跨梁形式對進出車輛較方便，結(jié)構(gòu)較簡單，便于駕駛員駕車進入車庫。后懸臂形式無前柱，對汽車進出載車板較方便，但因主框架在后側(cè)，穩(wěn)定性較差，且一般不能做重列式。根據(jù)前述對升降橫移式立體車庫的典型形式分析，本文研究的立體車庫選用跨梁形式升降橫移式立體車庫?！?】2.1.2車庫主體鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計機械式立體車庫的主體框架主要采用各種型材焊接加工成型作為承重結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件大多為軋制型材，可直接用來加工成結(jié)構(gòu)物，且安裝方便，可將工廠加工好的構(gòu)件運到施工場地，在工地拼裝。本文研究的兩層升降橫移類機械式立體車庫主體框架結(jié)構(gòu)全部為銅結(jié)構(gòu)組件。立柱與橫梁都采用H型鋼，傳動系統(tǒng)采用無縫鋼管與圓鋼，鋼板主要用于載車板及橫梁、立柱的加強肋板。立柱通過膨脹螺栓與地面基礎(chǔ)相連．立柱與橫梁之問通過高強度螺栓連接成整體結(jié)構(gòu)。車庫主體框架承擔(dān)著整個車庫的自重和全部車輛載荷重量，其自身的重量、穩(wěn)定性和可靠性對整個車庫成本和安全性有著重要的影響。車庫主體框架在加載條件下的變形直接影響到鏈傳動系統(tǒng)能否正常運行。本立體車庫所適用的車型的外形尺寸：汽車長×車寬×車高為5000×1850×1550mm，另外還要考慮到安裝安全檢測設(shè)備(即檢刪汽車長度是否超出停車庫設(shè)計要求的檢測器)和橫移栽車板的電機安裝位置，因此，本立體車庫前后立柱中心的距離定為5450mm，縱粱長度也為5450mm；為方便人進出和安全必須保證第層停車的空問不低于1800mm．所以前立柱的高度為2100mm，后立柱在前立柱的高度E增加前橫粱、縱粱以及后橫梁等的高度，所以選取后立柱的高度尺寸為2840mm：一個車位的寬為2400mm，后橫粱的長度為考慮安裝方便取2380mm，前橫梁的長度為：2400×3+150=7350mm。經(jīng)過胡步計算，鋼架立柱采用寬翼緣型150×150的熱軋H型鋼。安裝承載鏈條傳動系統(tǒng)的縱梁受力較復(fù)雜，采用寬翼緣型200X150的熱軋H型鋼；前橫梁跨越三個車位，長度較長且承載三輛車的載荷，所以選用寬翼緣型300×150的熱軋H型鋼：至于后橫梁則選用寬巽緣型125×125的熱軋H型鋼。立柱與橫粱之間通過高強度螺栓連接成框架。縱梁與后立柱的螺栓聯(lián)結(jié)為整個車庫中最危險且最關(guān)鍵的聯(lián)結(jié)部位。對載荷進行簡化，而根據(jù)文獻關(guān)于螺栓組的計算如下：式中：F螺栓預(yù)緊力；防滑系數(shù)；取1.2；F實際總載荷車庫極限載荷取14．4KN；f接合面摩擦系數(shù)，取0．4；i接合面數(shù)，取l；Z螺栓數(shù)目，取4；將數(shù)據(jù)代入下式得：=故取最小預(yù)緊力尼為10．8KN。螺栓強度校核公式見式：其中：計算應(yīng)力；螺栓預(yù)緊力；螺栓直徑，取16mm；許用應(yīng)力，采用高強度螺栓，去125MPa；代入上式的：=所以螺栓連接滿足要求。2．2傳動系統(tǒng)設(shè)計機械式立體車庫常采用的傳動牽引系統(tǒng)有鋼絲傳動系統(tǒng)，鏈條傳動系統(tǒng)，液壓傳動系統(tǒng)等。鋼絲繩牽引的整體穩(wěn)定性不好，傳動速度越大，穩(wěn)定性就愈差。而液壓傳動的液壓油受溫度的影響較大，冬夏的壓力和流量相差甚遠，提升速度和重量的過大變化會使得液壓傳動的立體車庫性能不穩(wěn)定。所以，機械式立體車庫目前大多數(shù)采用鏈傳動為提升和橫移系統(tǒng)，其優(yōu)點是可以保證準(zhǔn)確的傳動比，傳動結(jié)構(gòu)緊湊，運行平穩(wěn)，本文選用鏈條傳動作為車庫的傳動系統(tǒng)。2．2．1提升電機的選擇根據(jù)車庫使用者要求，本文設(shè)計的升降橫移式立體車庫提升時間不超過26秒，設(shè)計取提升時間為22秒，提升載車板與橫移載車板之間的凈空垂直距離不得少于1.8m，即提升的位移為1.8m，所以可以計算出提升速度v約為0.08m／s。預(yù)估載車板重量約為0.5噸重，停車重量取1.7噸重，合計提升電機需提升的總重約為2.2噸，即2.2×104N。故電機提升功率P按下式計算。根據(jù)各立體車庫專用電機的型號，選用臺灣的東力電機股份有限公司的立體車庫專用電機PL40—2200-40型號電機為主傳動系統(tǒng)的提升電機。該電機的輸出功率為2．2kw，輸出扭矩為53Kg／m，輸出轉(zhuǎn)速為37．5rpm。在潤滑良好狀況下，各傳動構(gòu)件之間的摩擦小，車庫傳動系統(tǒng)為低速傳動，電機每天運行的時間很短，僅在車輛入庫或者出庫時啟動，所選用電機具有一定過載能力，故所選電機能夠滿足要求。2．2．2提升鏈條鏈輪的選擇及計算圖6為升降橫移式立體車庫的升降傳動(主傳動系統(tǒng))工作原理圖。圖中1為安裝在提升電機軸上的傳動鏈輪，鏈輪2、3焊接在同一傳動軸上，鏈輪4、7分安裝在車庫的后立柱與縱梁上，用作載車板提升鏈條的支撐鏈輪。提升電機運轉(zhuǎn)時，通過鏈輪l、鏈條和鏈輪2帶動主傳動軸轉(zhuǎn)動，主傳動軸帶動焊接在軸上的鏈輪3轉(zhuǎn)動，鏈輪3帶動鏈條運動，從而實現(xiàn)載車板升降。鏈輪4、7僅在升降過程中起支撐點的作用。圖61．電機鏈輪2．主傳動軸大鏈輪3．主傳動軸小鏈輪4．后起吊鏈輪5．載車板6．鏈條7．前起吊鏈輪鏈傳動根據(jù)鏈速可分為：中高速鏈傳動，鏈速v≥0．6m／s；低速鏈傳動，鏈速v<0．6m／s。根據(jù)2．2．1節(jié)中可知升降橫移式立體車庫鏈條運行速度遠遠低于0．6m／s，屬于低速鏈傳動。由資料可知低速鏈傳動與中高速鏈傳動設(shè)計有著很大的區(qū)別。對于低速鏈傳動，因抗拉靜力強度不夠而破壞的幾率很大，設(shè)計時在結(jié)構(gòu)允許的條件下，應(yīng)盡量取較大的鏈輪直徑以減小鏈條拉力。必須保證小鏈輪與鏈條同時嚙合的齒數(shù)大于3～5。故常按下式進行抗拉靜力強度計算：式中[6]：————鏈的抗拉靜力強度的計算安全系數(shù)：————單排鏈的極限拉伸載荷(KN)；————工作情況系數(shù)；————鏈條排數(shù)；————鏈的有效拉力；————離心力引起的拉力，忽略不計；————鏈條單位長度的重量（）；————鏈速；————垂度系數(shù)；————懸垂拉力（N）；————許用安全系數(shù)，一般4—8，取最小值。 由電機軸上小鏈輪轉(zhuǎn)速17，與電機功率尼，根據(jù)文獻[6]可選擇傳動鏈條為16A，其節(jié)距P為25。4mm，單排極限承載為55．6KN。按式進行抗拉靜力強度計算，根據(jù)文獻[6]相關(guān)圖、表可得到鏈條抗拉靜力強度計算所需參數(shù)，計算結(jié)果如下：由于升降橫移式立體車庫的結(jié)構(gòu)特殊，考慮電機的安裝位置及受力情況，采用兩級鏈條傳動，圖6中鏈輪1、2是第一級傳動，鏈輪3、4和3、7是第二級傳動。立體車庫傳動為低速鏈傳動，小鏈輪齒數(shù)可少于17，但不能小于9。設(shè)計時在結(jié)構(gòu)允許的條件下，應(yīng)盡量取較大的鏈輪直徑以減小鏈條拉力。根據(jù)表1選擇鏈輪齒數(shù)： 鏈速與齒數(shù)關(guān)系表1鏈速 v<0.60.6—33—8>8Z11315—1719—21>23—25參考表1及兼顧提升鏈輪傳動的空間尺寸，鏈輪4、7的齒數(shù)取13齒。鏈輪3從成本及安裝方便出發(fā)可取13齒，在分析鏈輪3的受力條件后，必需保證鏈條同時與鏈輪嚙合的齒數(shù)大于3—5，所以鏈輪3齒數(shù)取15齒，這樣保證鏈輪3有5個齒與鏈條嚙合。由提升鏈速可得出鏈輪4、7的轉(zhuǎn)速為14．42rpm，整個立體車庫的傳動比，推薦的鏈傳動比為2—3．5。所以本文中的機械式立體車庫的傳動比i為2．6符合要求。為保證鏈輪2同樣有5個齒與鏈條嚙合，電機軸上的小鏈輪齒數(shù)取14齒，根據(jù)傳動比為2．6確定鏈輪2的齒數(shù)為42齒，至此提升傳動系統(tǒng)確定。2.3立體車庫升降橫移機構(gòu)設(shè)計2.3.1橫移機構(gòu)設(shè)計橫移機構(gòu)是機械式三維立體車庫中升降臺沿巷道的方向運動從而到達指定車庫的列的一種機構(gòu)。一般為采用雙軌道進行導(dǎo)向，對于較高的橫移機構(gòu)也有采用單導(dǎo)軌，頂部導(dǎo)正的運動導(dǎo)向方法。本文橫移機構(gòu)采用如下圖示的結(jié)構(gòu)形式，底部采用雙導(dǎo)軌，項部兩側(cè)再加導(dǎo)正輪。可保證橫移機構(gòu)在負重的時候能順利的實現(xiàn)橫向快速移動，如下圖7、圖8所示。圖7 圖82.3.2載車板設(shè)計立體車庫的載車板按結(jié)構(gòu)形式有整體式和拼裝式兩種。整體式載車板采用具有防滑作用的花紋鋼板整體沖壓焊接而成，另外用不同厚度普通鋼板做加強筋，然后整體鍍鋅防銹。拼裝式載車板使用普通銅板折彎成邊梁，停車面使用的是立體車庫專用的波浪板，潑波浪板采用鍍鋅鋼板沖壓或滾壓成型，采用相互咬合拼裝成載車板，用螺栓緊固連接，拼裝前先對組件進行各類表面處理，使載車板輕巧、美觀，拼裝式載車板運輸方便、通用性互換性好，還有理想的剛度，這種結(jié)構(gòu)形式非常適合批量生產(chǎn)?！?】【8】本文所設(shè)計的立體車庫采用拼裝式載車板，升降載車板和橫移載車板的主體結(jié)構(gòu)由邊粱、波浪板、及連接橫梁組成。橫移載車板同框架、主傳動系統(tǒng)沒有直接關(guān)聯(lián)，其橫移運動通過安裝在橫移載車板邊梁上的橫移電機實現(xiàn)。如圖9所示，橫移電機的轉(zhuǎn)動通過鏈輪鏈條傳遞到橫移傳動軸，從而帶動橫移主軸上的兩個滾輪滾動，實現(xiàn)橫移載車板的橫移運動。圖9橫移載車板示意圖1.后滾輪2.鏈輪鏈條3.橫移傳動條4.橫移電機5.邊梁6.前滾輪2.3.3安全防護機構(gòu)由于汽車具有較高價值性，所以立體車庫的安全性非常重要，車庫設(shè)計多道安全和防護措施以加強車庫的安全性。雖然車庫鏈條的安全性很大，但車庫還設(shè)計了安全防墜落裝置來預(yù)防鏈條斷裂和載車板傾斜致使車輛墜落的后果?！?】安全防墜落裝置采用掛鉤形式，驅(qū)動方式電磁驅(qū)動。下圖10是裝置圖；圖10載車板邊梁2.防墜落吊環(huán)3.電磁驅(qū)動安全吊環(huán)4.連接吊桿5.自制安全吊桿3立體車庫鋼結(jié)構(gòu)框架分析3．1有限元分析方法概述有限元法基本思想是將連續(xù)的幾何結(jié)構(gòu)離散成有限個單元，并在每個單元中設(shè)定有限個節(jié)點，從而將連續(xù)體看作僅在節(jié)點處相連接的一組單元的集合體，同時選定場函數(shù)的節(jié)點值做為基本未知量，并在每一個單元中假設(shè)一近似插值函數(shù)以表示單元中場函數(shù)的分布規(guī)律，建立用于求解節(jié)點未知量的有限元方程組，從而將一個連續(xù)域中無限自由度問題化為離散域中的有限自由度問題，求解得到節(jié)點值后就可以通過設(shè)定的插值函數(shù)值確定單元上以致整個集合體上的場函數(shù)。采用進行有限元軟件分析時，有限元模型的建立方法可分為直接法和間接法(也稱實體建模)。直接法為直接根據(jù)結(jié)構(gòu)的幾何外形建立節(jié)點和元素；間接法通過點、線、面、體積，建立有限元模型，再進行實體網(wǎng)格劃分。實體建模有兩種方式。一種方式是自底向上建模，由點到線、由線定義面或體，以及由面定義體，從低級別到高級別元素逐步創(chuàng)建任意不規(guī)則實體模型。另一種方式是自頂向下的方式進行實體建模，直接定義高級別的規(guī)則實體元素，程序自動創(chuàng)建屬于這些實體元素的特征面、線和關(guān)鍵點。【10】【11】3．1．1有限單元法分析基本步驟有限元方法按照節(jié)點基本未知數(shù)可分為位移法、應(yīng)力法和混合法。當(dāng)前工程析中應(yīng)用較廣的是位移法。在位移法中，假定節(jié)點位移作為問題的未知量，通常選取多項式函數(shù)近似地表達單元體內(nèi)位移分量的分布，這一通過節(jié)點位移表達單元內(nèi)部位移規(guī)律的函數(shù)稱為插值函數(shù)，不同單元形式可以有不同類型插值函數(shù)有了插值函數(shù)，即可利用變分原理建立元剛度矩陣，描述單元節(jié)點力向量和節(jié)點位移向量之問的關(guān)系。有限元分析計算的思路與做法可歸納如下步驟。（1）結(jié)構(gòu)離散化將工程結(jié)構(gòu)離散為由各種單元組成的計算模型，離散后單元與單元之間通過單元間的節(jié)點相互連接起來。（2）單元特性分析單元特性分析包括有選擇位移模式、分析單元的力學(xué)性質(zhì)以及計算等效節(jié)點力。在有限元法中選擇單元的節(jié)點位移作為基本未知量稱為位移法，位移法把單元中的一些物理量如應(yīng)變和應(yīng)力用節(jié)點的位移函數(shù)來表示。（3）整體分析（1）、根據(jù)節(jié)點平衡方程，建立以整體剛度矩陣為系數(shù)的，整體節(jié)點位移和外載的關(guān)系式：總體平衡方程(2)、考慮外載及幾何邊界條件，求解總體平衡方程，得到基本未知量（節(jié)點位移）的值。最后計算并整理所要求的結(jié)果。【12】3．2立體車庫主體框架結(jié)構(gòu)建模及受力分析3．2．1車庫主體框架幾何模型的建立由于車庫的實際受力情況復(fù)雜，直接對車庫實際結(jié)構(gòu)使用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析方法進行分析比較困難。在對車庫進行結(jié)構(gòu)分析時為便于建模計算和保證計算精度符合要求，必須對車庫結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進行合理的簡化和必要假設(shè)，使受力情況及有限元模型盡量符合車庫的實際情況，以保證對車庫進行較精確的計算。3．2．2車庫主體結(jié)構(gòu)力學(xué)分析及簡化立體車庫主體框架受力主要包括：主體框架自重，停車位上的車輛與載車板總重；驅(qū)動裝置的重力；整體結(jié)構(gòu)所受的風(fēng)力、地震載荷以及結(jié)構(gòu)由于外界環(huán)境溫度變化而引起的溫度應(yīng)力等，它們均以集中載荷或分布載荷的方式作用在車庫主體框架上。在對立體車庫進行分析時必須進行適當(dāng)?shù)暮喕图僭O(shè)，因此對車庫模型進行受力分析時作如下簡化和假設(shè)：(1)忽略車庫不同面溫差引起的熱應(yīng)力；(2)本車庫為兩層低層車庫，在靜態(tài)環(huán)境里，地震載荷與風(fēng)載荷作用忽略不計?！?3】立體車庫縱向、橫向的梁與立柱組成空間框架，框架結(jié)構(gòu)中的梁、柱符合壓彎構(gòu)件的設(shè)計，應(yīng)滿足強度和剛度要求。空間框架結(jié)構(gòu)的橫梁和立柱之間連接相互影響，分析時應(yīng)根據(jù)空間立體框架來計算強度、剛度和整體穩(wěn)定。圖11框架模型簡化及受力示意圖如圖11所示，對立體車庫各立柱與基礎(chǔ)連接處進行全約束處理，即立柱與基礎(chǔ)自由度一致，限制所有方向的位移與轉(zhuǎn)動，立體車庫停車后的載荷施加在模型簡化圖中的起吊點處。分析計算時，將汽車的重量按6：4分配到前軸和后軸以同樣的比例分配到車庫主體框架的前后起吊點處，即主體框架縱梁上靠近前橫梁處的前起吊點作用力為載荷的0．3倍，而位于后立柱上的后起吊點的作用力為載荷的O．2倍。圖中所標(biāo)示的F僅表示該點有豎直向下的載荷，并不表示主框架上的受力點的載荷是一樣大小。3.2.4立體車庫的載荷工況在分析車庫主體鋼結(jié)構(gòu)框架的受力條件及對車庫受力進行簡化后，確定載荷工況條件。下圖10與表2用于說明各種工況的情況。圖中的4、5車輛的載荷由地面導(dǎo)軌承載，與鋼結(jié)構(gòu)框架承重?zé)o關(guān)；1、2、3車輛的重量載荷則完全由車庫主體框架承擔(dān)。圖10計算工況示意圖工況說明計算載荷工況l空載l、2、3車位均無停車框架、1、2、3車位載車板重量之和工況2偏載l車位停車框架、1車位車輛及1、2、3車位載車扳重量之和工況3偏載2車位停車框架、2車位車輛及1、2、3車位載車板重量之和工況4偏載l、2車位停車框架，1、2車位車輛及l(fā)、2、3T-位栽車板重量之和工況5偏載l、3車位停車框架、l、3車位車輛及l(fā)、2、3車位載車板重量之和工況6滿載l、2、3車位停車框架、l、2、3車位載車扳及車輛重量之和表2工況表

4總結(jié)與展望4．1總結(jié)立體車庫在我國屬于新興行業(yè)，國內(nèi)對立體車庫使用新技術(shù)、新方法系統(tǒng)的理論研究少，在此背景下結(jié)合實際工程項目展開本文研究。本文所設(shè)計的立體車庫通過國家驗收并運行良好，本文所做工作總結(jié)如下：