本文關(guān)鍵詞：XG958裝載機(jī)前后車(chē)架優(yōu)化設(shè)計(jì)及動(dòng)力學(xué)分析

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【摘要】：裝載機(jī)是一種使用廣泛的工程機(jī)械，廣泛用于建筑、礦山、水電、橋梁、鐵路、公路、港口及國(guó)防工程中。裝載機(jī)車(chē)架一般包括整體式車(chē)架和鉸接式車(chē)架兩類(lèi)。整體式裝載機(jī)車(chē)架是一個(gè)剛性的整體，通常是由鋼板經(jīng)過(guò)焊接而成。鉸接式裝載機(jī)車(chē)架通常由前車(chē)架和后車(chē)架組成，而前后車(chē)架是通過(guò)鉸銷(xiāo)鉸接在一起，，因此在水平面內(nèi)前后車(chē)架是可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的。裝載機(jī)車(chē)架承載著整臺(tái)裝載機(jī)的大部分重量，在作業(yè)、行走過(guò)程中還會(huì)受到各組成系統(tǒng)作用的力和力矩，所以要求裝載機(jī)車(chē)架的強(qiáng)度必須滿(mǎn)足需求，而對(duì)裝載機(jī)車(chē)架進(jìn)行強(qiáng)度分析是相當(dāng)重要的。另外裝載機(jī)作業(yè)或行駛時(shí)，經(jīng)常受到?jīng)_擊載荷作用，因此還需對(duì)裝載機(jī)車(chē)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)研究。 首先根據(jù)廠方提供的資料在Pro/e中建立了XG958輪式裝載機(jī)車(chē)架的三維實(shí)體模型，并導(dǎo)入到有限元分析軟件ANSYS中創(chuàng)建有限元模型，運(yùn)用ANSYS對(duì)其進(jìn)行典型工況的整體受力分析，得到裝載機(jī)前后車(chē)架在各種工況下的應(yīng)力分布。 根據(jù)應(yīng)力分布特點(diǎn)，采用重量約束導(dǎo)重準(zhǔn)則法對(duì)車(chē)架進(jìn)行等強(qiáng)度優(yōu)化，確定了邊界條件和性能約束，選取了20個(gè)板結(jié)構(gòu)厚度為設(shè)計(jì)變量，確定了前后車(chē)架的總重量為目標(biāo)函數(shù)，得出了優(yōu)化結(jié)果，并對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了各種工況下的有限元分析。 然后對(duì)優(yōu)化后的前后車(chē)架分別進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)模態(tài)分析，得到了車(chē)架的模態(tài)頻率和振型，得到前后車(chē)架的剛度情況，并對(duì)前后車(chē)架剛度較弱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的前后車(chē)架的剛度得到明顯的提高，最后對(duì)改進(jìn)后的前后車(chē)架激勵(lì)頻率進(jìn)行了驗(yàn)證。 本文通過(guò)對(duì)XG958輪式裝載機(jī)的前后車(chē)架進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和模態(tài)分析，取得了比較理想的優(yōu)化效果：不僅保證了結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力滿(mǎn)足了220Mpa應(yīng)力約束，而且使車(chē)架結(jié)構(gòu)的重量從原始結(jié)構(gòu)的2471kg下降到2439kg，減輕重量32kg。另外，通過(guò)模態(tài)分析，保證了車(chē)架有足夠的剛度，避免了車(chē)架在工作中發(fā)生共振。
【關(guān)鍵詞】：前后車(chē)架 有限元模型 有限元分析 導(dǎo)重準(zhǔn)則法 模態(tài)分析
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TH243
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題的目的和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 本課題的研究?jī)?nèi)容14-15
• 第二章 有限元法和模態(tài)分析理論15-23
• 2.1 有限元法簡(jiǎn)介15-16
• 2.2 模態(tài)分析理論概述16-20
• 2.2.1 模態(tài)分析理論的基本假設(shè)17
• 2.2.2 固有振動(dòng)特性17-20
• 2.3 ANSYS 軟件簡(jiǎn)介20-23
• 第三章 車(chē)架的等強(qiáng)度優(yōu)化設(shè)計(jì)23-32
• 3.1 等強(qiáng)度優(yōu)化數(shù)學(xué)模型23
• 3.2 導(dǎo)重準(zhǔn)則法23-27
• 3.3 確定約束條件27
• 3.4 設(shè)計(jì)變量的選取27-29
• 3.5 確定目標(biāo)函數(shù)29
• 3.6 優(yōu)化結(jié)果29-30
• 3.7 本章小結(jié)30-32
• 第四章 優(yōu)化前后裝載機(jī)車(chē)架應(yīng)力情況分析32-55
• 4.1 前后車(chē)架的有限元分析32-36
• 4.1.1 前后車(chē)架有限元模型的建立32-34
• 4.1.2 確定車(chē)架所受載荷34-36
• 4.2 優(yōu)化前后裝載機(jī)車(chē)架有限元分析結(jié)果比較36-53
• 4.2.1 水平插入正載工況36-38
• 4.2.2 水平插入偏載工況38-39
• 4.2.3 傾覆掘起正載工況39-41
• 4.2.4 傾覆掘起偏載工況41-43
• 4.2.5 最大掘起力正載工況43-44
• 4.2.6 最大掘起力偏載工況44-46
• 4.2.7 動(dòng)臂最大掘起力正載工況46-48
• 4.2.8 動(dòng)臂最大掘起力偏載工況48-49
• 4.2.9 最大掘起力與水平插入正載聯(lián)合工況49-51
• 4.2.10 最大掘起力與水平插入偏載聯(lián)合工況51-53
• 4.3 本章小結(jié)53-55
• 第五章 前后車(chē)架的模態(tài)分析55-66
• 5.1 模態(tài)分析概述55
• 5.2 前后車(chē)架模態(tài)分析的基本過(guò)程55
• 5.3 模態(tài)提取方法55-56
• 5.4 建立前后車(chē)架的有限元模型56
• 5.5 前車(chē)架模態(tài)分析結(jié)果56-58
• 5.6 后車(chē)架模態(tài)分析結(jié)果58-60
• 5.7 前后車(chē)架結(jié)構(gòu)改進(jìn)60
• 5.8 前車(chē)架改進(jìn)后模態(tài)分析結(jié)果60-62
• 5.9 后車(chē)架改進(jìn)后模態(tài)分析結(jié)果62-64
• 5.10 利用模態(tài)分析結(jié)果對(duì)車(chē)架模型進(jìn)行驗(yàn)證64-66
• 第六章 結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 在學(xué)研究成果70-71
• 致謝71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：877696