【摘要】： 隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)進程的不斷推進,工程機械行業(yè)的發(fā)展得到極大的促進,對工程機械的結(jié)構(gòu)提出了越來越高的要求,不僅要求有較高的承載能力、高的疲勞壽命,還要求減少原材料的使用,降低生產(chǎn)成本;在滿足強度的前提下,求得最優(yōu)設(shè)計。裝載機工作裝置是承受載荷的基礎(chǔ)構(gòu)件,研究工裝機構(gòu)的實際受力情況,將為不斷改進挖掘機械設(shè)計和制造方法提供理論依據(jù)。搞清了工裝機構(gòu)的受力情況,不僅奠定了對其進行有限元或結(jié)構(gòu)強度分析的基礎(chǔ),而且也有助于對其進行加工材料、加工方法及結(jié)構(gòu)形狀等的合理選定。 材料力學方法的長處是可以快捷地獲得特定區(qū)域(特別是邊界區(qū)域)上的綜合力學量,為進一步的細致分析提供依據(jù)。但是,由于其在幾何建模和力學模型建模方面,往往作出很多假設(shè),造成與實際情況較大的差異。而使用有限元模擬技術(shù)可以建立與實際結(jié)構(gòu)和受力情況相吻合的有限元模型,對結(jié)構(gòu)進行全面而準確的應(yīng)力、變形分析。 根據(jù)裝載機的作業(yè)方式、作業(yè)過程和外載施加特點,搞清工作裝置的受力特點,計算工作裝置各構(gòu)件的受力情況,其結(jié)果作為有限元分析時的外載荷。同時,在此計算結(jié)果的基礎(chǔ)上,用材料力學方法計算各構(gòu)件的內(nèi)力,進行危險斷面的強度校核,與有限元分析結(jié)果進行分析比較。用UG軟件建立與該工作裝置實際情況相吻合的數(shù)字模型,為下一步進行有限元分析做好準備。 動臂是工作裝置中最重要的部件,它受力復(fù)雜,自重較大。國內(nèi)外裝載機的動臂都有發(fā)生過動臂破壞現(xiàn)象。本文首先以動臂處于最低位置,工作機構(gòu)的最大受力工況為模型,對工作裝置的動臂框架進行靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析,得到整個動臂框架在正載、偏載情況下的應(yīng)力、應(yīng)變、變形分布。改變動臂框架的位置,重復(fù)上述分析,根據(jù)分析,選取以下四種工況:(1)動臂與地面成30°角的位置;(2)動臂與地面成15°角的位置;(3)動臂抬升至卸載位置;(4)裝載機卸料時。通過這幾種不同工況的分析結(jié)果,了解動臂框架在整個工作過程中最大應(yīng)力、最大應(yīng)變和最大變形的位置變化,為今后動臂框架的設(shè)計及優(yōu)化提供參考。 記錄動臂框架各工況下最大應(yīng)力、最大應(yīng)變和最大變形的位置及其數(shù)值,作出靜力載荷譜即動臂時間—應(yīng)力載荷譜,時間—應(yīng)變載荷譜,時間—位移載荷譜。了解動臂框架各工況下應(yīng)力、應(yīng)變、變形值最大處在整個工作過程中的數(shù)值變化,更清楚地了解容易發(fā)生破壞處的受力情況。 最后,根據(jù)有限元分析結(jié)果以及疲勞累積損傷原理,對動臂框架進行疲勞壽命預(yù)估,能在其發(fā)生破壞之前及早發(fā)現(xiàn)問題并進行補救工作,減少疲勞斷裂事故的發(fā)生,同時,對于指導(dǎo)裝載機的設(shè)計、制造、檢驗與管理也具有十分重要的意義。
【圖文】：

發(fā)動機額定功率(kw)

I一地面插入工況11一下限收斗工況m一重載運輸工況W一上限舉升_I一況V一上限卸料工況本文分析的工況即圖2一3中的I、地面鏟掘工況，IV、上限舉升工況，V、上限卸料工況，，以及H、111工況之間動臂處于不同位置(與地面呈30。角、15。角)時的兩個工況。2.4外載荷分析2.4.1作業(yè)阻力 2.4.1.1裝載過程裝載過程中物料變化是一復(fù)雜的物理現(xiàn)象。當鏟斗插入料堆后，物料發(fā)生變形，斗刃前緣一部分物料被壓實，形成壓實區(qū)(又叫壓實核心)，鏟斗進一步插11
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TH243

【引證文獻】

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1 張斌;陳濤;張歡;孫立州;;裝載機動臂結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化[J];工程機械;2010年10期

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1 武月梅;地下裝載機工作裝置虛擬設(shè)計研究[D];河北工程大學;2011年

2 李凱;裝載機工作裝置的動力學仿真與有限元分析[D];西北農(nóng)林科技大學;2011年

3 鄭暉;裝載機工作裝置參數(shù)化3D建模及有限元分析[D];太原科技大學;2009年

4 楊波波;裝載機車載自動稱重儀系統(tǒng)研究[D];長安大學;2010年

5 郭亞朝;滑移裝載機轉(zhuǎn)向性能和鏟斗平移控制研究[D];吉林大學;2012年

6 李鳳玲;地下裝載機動強度分析研究[D];河北工程大學;2012年

本文編號：2625942