輪式裝載機作為一種主要工程機械在國民經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮著重要作用,其性能優(yōu)劣直接影響生產(chǎn)效率、使用壽命及操縱性能。裝載機鏟斗是裝載機的主要工作裝置,傳統(tǒng)設(shè)計方法設(shè)計已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代設(shè)計的要求。 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的有限元法,是一種分析計算復(fù)雜結(jié)構(gòu)極為有效的數(shù)值計算方法。它先將連續(xù)的分析對象劃分為由有限個單元組成的離散組合體,運用力學(xué)知識分析每個單元的力學(xué)特性,再組合各個單元特性,形成一個整體結(jié)構(gòu)的控制方程組,通過計算,得到整體結(jié)構(gòu)的位移場和應(yīng)力場等結(jié)果。有限元法的整個計算過程十分規(guī)范,主要步驟都可以通過計算機來完成,是一種十分有效的分析方法。 本文對ZL50裝載機工作狀況進行了分析,選取偏載和正載兩種工況。然后利用Pro/E建立鏟斗的實體模型,并導(dǎo)入到有限元軟件ANSYS中,對其進行應(yīng)力分析。從兩種工況等效應(yīng)力圖發(fā)現(xiàn),在鏟斗邊耳板下部與鏟斗斗壁的結(jié)合處、鏟斗斗底以及主刀板與側(cè)立板的結(jié)合處應(yīng)力都比較大,而且偏載時應(yīng)力更大,為提高安全系數(shù),對模型提出了改進措施:在應(yīng)力較大的斗底部位焊接四塊加強板,側(cè)邊第一塊加強板距離鏟斗側(cè)邊為300mm,相鄰兩板距離為770mm,以增加斗底的強度。改進后的模型應(yīng)力明顯變小,特別是在原模型應(yīng)力最大處得到較好的改善。 運用有限元分析方法對裝載機鏟斗進行了拓撲優(yōu)化研究分析,以裝載機鏟斗整體質(zhì)量最小為目標(biāo)函數(shù),以裝載機鏟斗的斗壁、側(cè)板、耳板、側(cè)刀板、斗底加強板、主刀板、加強板的厚度為設(shè)計變量,經(jīng)過迭代優(yōu)化后,在滿足應(yīng)力約束的情況下,鏟斗的重量由1214.076kg降至1165.647kg,減少了48.429kg,減少了3.99%,節(jié)省了材料。
【學(xué)位單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2008
【中圖分類】：TH243
【部分圖文】：

與ANSYS等有限元分析軟件具有很好的數(shù)據(jù)交換功能。而裝載機鏟斗形狀非常復(fù)雜，如圖卜1所示。為此，為了克服ANsys建立復(fù)雜模型能力不足的缺點，本文課題提出了圖1一2所示的研究思路。使用pro尼建立裝載機鏟斗的幾何模型，以IGEs格式將其導(dǎo)入有限元軟件ANSYS中，在ANsys中建立有限元模型，然后對其進行強度分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。一矛關(guān)一-一一一一伙、\、體小7口//么獷書伙、護圖1一1鏟斗結(jié)構(gòu)簡圖1.斗齒2.主刀板3‘側(cè)刀板4.斗壁5側(cè)板6.加強板7.上擋板8.加固角鋼9.鉸接板10.加強板RRR。尼建 模模鏟鏟斗的有限元模型 型型求解 解解后處理理施施加載荷荷荷邊界條件件件材料特性性 圖1一2強度分析流程圖1.4.2本文的主要研究意義本課題以裝載機的鏟斗為研究對象，分析其受力、變形情況并對其進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。鏟斗是裝載機的一個主要組成部分，在工作過程中，其運動與受力情況都比較復(fù)雜，這主要體現(xiàn)在:

與ANSYS等有限元分析軟件具有很好的數(shù)據(jù)交換功能。而裝載機鏟斗形狀非常復(fù)雜，如圖卜1所示。為此，為了克服ANsys建立復(fù)雜模型能力不足的缺點，本文課題提出了圖1一2所示的研究思路。使用pro尼建立裝載機鏟斗的幾何模型，以IGEs格式將其導(dǎo)入有限元軟件ANSYS中，在ANsys中建立有限元模型，然后對其進行強度分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。一矛關(guān)一-一一一一伙、\、體小7口//么獷書伙、護圖1一1鏟斗結(jié)構(gòu)簡圖1.斗齒2.主刀板3‘側(cè)刀板4.斗壁5側(cè)板6.加強板7.上擋板8.加固角鋼9.鉸接板10.加強板RRR。尼建 模模鏟鏟斗的有限元模型 型型求解 解解后處理理施施加載荷荷荷邊界條件件件材料特性性 圖1一2強度分析流程圖1.4.2本文的主要研究意義本課題以裝載機的鏟斗為研究對象，分析其受力、變形情況并對其進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。鏟斗是裝載機的一個主要組成部分，在工作過程中，其運動與受力情況都比較復(fù)雜，這主要體現(xiàn)在:

2.4.2彈性力學(xué)的邊界條件和圣維南定理(1)邊界條件如圖2一1對于三維問題的某一部分或某一點邊界，幾個方向(n=1，或2)給定的，而另外(3一n)個方向的位移是給定的，滿足:S�？赟f二S(2一6)的力是此處S，Su，空間)。SF的意思不只是指物體表面上個電，還指各點的三個方向(對于三維
【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 張俊俊;張輝;臧紅彬;;輪式裝載機工作裝置液壓缸驅(qū)動力分析與優(yōu)化[J];機械科學(xué)與技術(shù);2010年11期

2 祝世興;王海軍;;基于ANSYS的輪式裝載機后車架強度分析及改進[J];煤炭技術(shù);2010年06期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 王蘭波;單自由度高頻減振鏜桿的設(shè)計與研究[D];沈陽理工大學(xué);2011年

2 張明;輪式裝載機前車架的有限元分析[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2011年

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

4 李陸俊;割刀行星齒輪傳動機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2011年

本文編號：2869723