發(fā)布時間：2017-03-18 21:03

  本文關(guān)鍵詞：裝載機(jī)工作裝置動力學(xué)仿真與有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：輪式裝載機(jī)是一種典型的工程機(jī)械設(shè)備,在公路、鐵路、建筑、礦山、水利、碼頭等工程建設(shè)中起著十分重要的作用。裝載機(jī)常在各種復(fù)雜工況下工作,故其結(jié)構(gòu)件容易破損而失效。工作裝置作為輪式裝載機(jī)的核心部件,其強(qiáng)度、可靠性和耐久性將直接影響到裝載機(jī)的工作性能和工作效率。因此,本文采用先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計方法對裝載機(jī)工作裝置進(jìn)行分析研究。首先,對輪式裝載機(jī)工作裝置的基本結(jié)構(gòu)、作業(yè)方式和作業(yè)工況進(jìn)行了研究,并對典型工況下的工作裝置進(jìn)行了外載荷計算及受力分析,為后續(xù)分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。利用三維建模軟件Solidworks建立工作裝置的三維幾何模型。其次,介紹了多體系統(tǒng)動力學(xué)基本理論和方法,研究了裝載機(jī)工作裝置多體系統(tǒng)仿真模型的建立方法,利用ANSYS完成了部分零部件的柔性化,研究了模態(tài)中性文件的生成方法。利用多體系統(tǒng)動力學(xué)軟件ADAMS建立了正載工況下以及偏載工況下工作裝置的剛?cè)狁詈夏Ｐ?并分別對兩個系統(tǒng)模型進(jìn)行動力學(xué)仿真,得出正載和偏載兩種情況下工作裝置關(guān)鍵鉸點(diǎn)的受力歷程曲線,從而分析出裝載機(jī)作業(yè)過程中的危險工況,為后續(xù)有限元分析提供依據(jù)。最后,利用有限元分析軟件ANSYS,選取裝載機(jī)作業(yè)過程中的六種典型工況,建立了工作裝置的有限元模型,并對其進(jìn)行靜力學(xué)強(qiáng)度計算,得出各工況下工作裝置總體結(jié)構(gòu)及重要零部件的應(yīng)力、位移分布情況,并得到各重要零部件在各個工況下的危險部位。通過對工作裝置施加一定范圍內(nèi)的水平力和垂直力,得到構(gòu)件不同受力狀況下的應(yīng)力分布情況,同時選取動臂上受力相對較大的幾個位置,將各個位置應(yīng)力與對應(yīng)外載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,得到了相應(yīng)的應(yīng)力-外載荷關(guān)系,為后期試驗(yàn)載荷譜的編制提供參考。
【關(guān)鍵詞】：裝載機(jī) 工作裝置 多體動力學(xué) 仿真 有限元 強(qiáng)度分析
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH243
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 課題背景及研究意義8-9
• 1.2 輪式裝載機(jī)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢9-11
• 1.2.1 輪式裝載機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 輪式裝載機(jī)發(fā)展趨勢10-11
• 1.3 工作裝置簡介及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.1 工作裝置結(jié)構(gòu)簡介11-13
• 1.3.2 工作裝置研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本文的研究內(nèi)容15-16
• 第二章 裝載機(jī)作業(yè)工況及工作裝置受力分析16-30
• 2.1 裝載機(jī)作業(yè)工況16-17
• 2.2 裝載機(jī)鏟掘物料的方法以及鏟掘阻力的計算17-21
• 2.2.1 鏟掘方法分析17-18
• 2.2.2 鏟掘阻力分析18-21
• 2.3 工作裝置受力分析21-28
• 2.3.1 計算位置的確定21
• 2.3.2 外載荷加載方式21-22
• 2.3.3 工作裝置外載荷計算22-25
• 2.3.4 工作裝置機(jī)構(gòu)受力分析25-28
• 2.4 工作裝置三維模型建立28-29
• 2.4.1 三維模型的簡化處理28
• 2.4.2 三維模型的建立28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 裝載機(jī)工作裝置剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)仿真30-51
• 3.1 動力學(xué)仿真理論30-36
• 3.1.1 多剛體動力學(xué)基礎(chǔ)理論30-34
• 3.1.2 多柔體動力學(xué)基礎(chǔ)理論34-36
• 3.2 工作裝置多體系統(tǒng)模型建立方法36-39
• 3.2.1 模型的導(dǎo)入及修改36
• 3.2.2 添加約束36-37
• 3.2.3 添加驅(qū)動37
• 3.2.4 工作裝置仿真模型的檢驗(yàn)37-39
• 3.2.5 施加載荷39
• 3.3 工作裝置剛?cè)狁詈夏Ｐ偷慕?/span>39-44
• 3.3.1 對稱載荷工況下剛?cè)狁詈夏Ｐ?/span>40-43
• 3.3.2 極限偏載工況下剛?cè)狁詈夏Ｐ?/span>43-44
• 3.4 工作裝置外載荷及驅(qū)動的施加44-46
• 3.4.1 工作裝置外載荷的施加44-45
• 3.4.2 工作裝置驅(qū)動的施加45-46
• 3.5 工作裝置動力學(xué)仿真46-49
• 3.5.1 正載工況關(guān)鍵鉸點(diǎn)受力分析46-48
• 3.5.2 偏載工況關(guān)鍵鉸點(diǎn)受力分析48-49
• 3.6 本章小結(jié)49-51
• 第四章 裝載機(jī)工作裝置有限元分析51-81
• 4.1 有限元法概述51-52
• 4.1.1 有限元法求解步驟51-52
• 4.1.2 ANSYS軟件簡介52
• 4.2 工作裝置有限元模型的建立52-57
• 4.2.1 液壓油缸的模擬52-53
• 4.2.2 鉸接的處理53-55
• 4.2.3 材料屬性的設(shè)置55
• 4.2.4 單元選擇55
• 4.2.5 網(wǎng)格劃分55-57
• 4.2.6 邊界條件及載荷施加57
• 4.3 工作裝置的有限元分析57-74
• 4.3.1 正載插入工況有限元分析57-60
• 4.3.2 正載掘起工況有限元分析60-63
• 4.3.3 偏載插入工況有限元分析63-65
• 4.3.4 偏載掘起工況有限元分析65-68
• 4.3.5 動臂水平工況有限元分析68-70
• 4.3.6 動臂舉升工況有限元分析70-74
• 4.4 裝載機(jī)構(gòu)件應(yīng)力與外載荷的關(guān)系74-80
• 4.4.1 試驗(yàn)工況及應(yīng)力位置的選取74-75
• 4.4.2 正載插入工況動臂應(yīng)力與外載荷的關(guān)系75-77
• 4.4.3 正載掘起工況動臂應(yīng)力與外載荷的關(guān)系77-80
• 4.5 本章小結(jié)80-81
• 結(jié)論與展望81-83
• 結(jié)論81
• 展望81-83
• 參考文獻(xiàn)83-86
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果86-87
• 致謝87

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本文編號：255001