裝載機是一種用途較廣的施工機械,廣泛應(yīng)用于建筑、交通、水電、礦山及國防工程中,對加快工程建設(shè)、減輕勞動強度、提高工程質(zhì)量、降低工程成本等方面發(fā)揮著重要的作用。 結(jié)構(gòu)件系統(tǒng)包括前后車架、工作裝置,承受著幾乎全部的內(nèi)外載荷,是裝載機的關(guān)鍵系統(tǒng)部件之一,其設(shè)計水平的高低直接影響到結(jié)構(gòu)件各部件強度的好壞,進而影響整機的性能如強度、剛度、可靠性及經(jīng)濟性指標等。有限元分析是現(xiàn)代設(shè)計方法的主要內(nèi)容,對裝載機結(jié)構(gòu)件系統(tǒng)各部件進行有限元分析,研究其在各種工況下的變形和應(yīng)力情況,繼而對其進行優(yōu)化設(shè)計,可以使得產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能更趨完善。因此進行結(jié)構(gòu)件系統(tǒng)的有限元分析和優(yōu)化設(shè)計對裝載機設(shè)計具有重要作用。 本文以山東臨工工程機械有限公司新產(chǎn)品研發(fā)中系列結(jié)構(gòu)件設(shè)計優(yōu)化為背景,以其中一種主要產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)件為例,系統(tǒng)論述了以有限元技術(shù)為基礎(chǔ)的裝載機結(jié)構(gòu)件系統(tǒng)虛擬樣機的建立及分析過程。依靠實際物理樣機的應(yīng)力測試及臺架破壞試驗,成功的驗證了有限元虛擬樣機分析的可靠性。以虛擬分析和試驗結(jié)果為基礎(chǔ),通過對結(jié)構(gòu)件系統(tǒng)部分部件的設(shè)計改進,最終獲得了更加可靠的設(shè)計。 

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
內(nèi)容提要
第1章 概述
    1.1 引言
    1.2 裝載機的發(fā)展概況
    1.3 輪式裝載機的總體構(gòu)造
    1.4 有限元虛擬樣機分析產(chǎn)生及應(yīng)用背景
    1.5 本課題研究的內(nèi)容與意義
第2章 有限元理論綜述
    2.1 有限元法的發(fā)展過程
    2.2 有限元法求解流程
    2.3 彈性力學問題的基本方程
    2.4 薄板問題的有限元法
        2.4.1 薄板問題的基本方程
        2.4.2 矩形薄板單元的位移法
    2.5 有限元分析軟件nastran
        2.5.1 NASTRAN 的主要優(yōu)點
        2.5.2 NASTRAN 的主要分析功能
    2.6 小結(jié)
第3章 裝載機結(jié)構(gòu)件整車有限元建模分析
    3.1 虛擬樣機分析工況描述
        3.1.1 最大牽引力偏載工況
        3.1.2 最大掘起力偏載工況
        3.1.3 聯(lián)合偏載工況
        3.1.4 支撐掘起偏載工況
    3.2 虛擬樣機三維實體模型建立
    3.3 有限元虛擬樣機計算模型的建立
        3.3.1 有限元前后處理器MSC Patran 簡介
        3.3.2 虛擬樣機模型單元選取與網(wǎng)格控制
        3.3.3 材料與屬性的定義
        3.3.4 載荷與邊界條件的確定
    3.4 虛擬樣機整車計算分析
        3.4.1 虛擬樣機工作裝置結(jié)構(gòu)有限元分析
        3.4.2 前車架結(jié)構(gòu)分析結(jié)果
        3.4.3 后車架有限元結(jié)構(gòu)分析結(jié)果
    3.5 本章小結(jié)
第4章 結(jié)構(gòu)件應(yīng)力測試與臺架試驗
    4.1 引言
    4.2 裝載機結(jié)構(gòu)件應(yīng)力試驗研究
        4.2.1 應(yīng)力測試工況描述
        4.2.2 實驗器具
        4.2.3 試驗步驟
        4.2.4 數(shù)據(jù)處理與分析
    4.3 裝載機結(jié)構(gòu)件臺架疲勞測試
        4.3.1 試驗?zāi)康?br>        4.3.2 裝載機結(jié)構(gòu)件臺架疲勞測試試驗臺
        4.3.3 臺架試驗結(jié)果及出現(xiàn)問題
    4.4 裝載機結(jié)構(gòu)件臺架試驗有限元模型建立與分析
        4.4.1 裝載機結(jié)構(gòu)件臺架試驗有限元模型建立
        4.4.2 臺架試驗有限元分析結(jié)果
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)構(gòu)件系統(tǒng)的設(shè)計改進
    5.1 動臂設(shè)計改進
    5.2 搖臂設(shè)計改進
    5.3 后車架設(shè)計改進
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
摘要
ABSTRACT


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]振動壓路機機架結(jié)構(gòu)有限元計算模型及應(yīng)力分析[J]. 成國慶,鹿世敏.  工程機械. 2000(09)
[4]結(jié)構(gòu)動力分析自適應(yīng)有限元方法綜述[J]. 龔國慶,劉寒冰,魏媛.  力學進展. 2000(03)
[5]輪式工程機械機架有限元分析系統(tǒng)[J]. 楊小衛(wèi).  筑路機械與施工機械化. 2000(02)
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本文編號：3683151