新型装载机工作装置受力及有限元分析

以新式的八连杆工作装置的装载机为研究对象,建立力学模型,利用有限元方法对其动臂进行性能分析。取其偏载工况为例,计算出动臂在极限偏载情况下各个铰接点的受力情况,通过有限元分析得出动臂的应力分布云图及变形图,并找出动臂的危险点和应力集中区域,在结构设计和加工工艺中予以重视,为改进设计提供依据,对装载机工作装置的设计有一定的指导意义。     

基于COSMOSMotion和COSMOSWorks的动臂有限元分析

建立主要工作装置的三维实体模型和动臂的虚拟样机模型,以COSMOSMotion软件为平台进行运动学和动力学仿真,并将动臂在铲斗挖掘、斗杆挖掘、混合挖掘三种典型工况下的原始载荷情况从COSMOSMotion中直接输出到有限元分析软件COSMOSWorks中进行强度和结构分析,得各工况下动臂应力最大时的有限元分析结果,为物理样机的试制和和产品的优化设计提供了依据.COSMOSMotion和COSMOSWorks的联合仿真降低了仿真的难度,提高了分析的精度.所采用方法,对于同类产品的设计具有一定的参考价值.     

基于MATLAB和ANSYS的挖掘机工作装置结构静强度分析

液压挖掘机反铲工作装置结构的复杂性和边界条件的多变性给对工作装置强度分析带来了很大困难.在对挖掘机工作装置受力分析的基础上,编程自动求解挖掘范围内各铰点受力,利用坐标旋转变换,得到用于各构件有限元分析的边界载荷,最后在ANSYS中编写载荷步文件自动对构件进行多工况静强度分析.实现了各构件有限元网格模型的共享和边界条件的自动获得,为各构件的多工况有限元分析提供了新的方法;同时也大大降低了对工作装置进行静强度分析的工作量.     

液压挖掘机工作装置仿真分析

基于三维软件pro／e建立了液压挖掘机工作装置的虚拟样机模型。在多体动力学软件Adams中对工作装置虚拟样机进行了运动学及动力学仿真分析,得出了挖掘机工作装置主要工作范围尺寸及在典型挖掘工况下各铰点的受力情况。为挖掘机构件进行有限元分析及改进提供了依据。     

基于ADAMS液压挖掘机工作装置动力学仿真分析

以某型挖掘机为研究对象,利用UG NX三维造型设计软件建立其工作装置的三维模型,然后倒入到ADAMS中,再利用ADAMS自动柔性化功能将工作装置三维模型转化成柔性体,建立刚柔耦合虚拟样机模型.通过对工作装置进行动力学分析,获得装置主要铰接点处的载荷曲线,动臂与斗杆铰接处最大载荷受力为230k N,此值出现在挖掘阻力最大时刻,验证了仿真的正确性.     

液压挖掘机的动应力测试与瞬态分析

采用动态测试和瞬态分析方法研究液压挖掘机工作装置在常态挖掘过程中的动应力特性,首先针对某反铲液压挖掘机的常态挖掘过程,搭建动应变、油压和角位移的同步采集测试平台;然后基于达朗贝尔动静法原理,分别建立动臂、斗杆和铲斗的动平衡方程,并代入测试数据计算出构件各铰点的动载荷谱,将其转换到随体坐标系中再进行瞬态分析.动态测试和瞬态分析对比结果表明,仿真应力与测试应力的变化规律一致,瞬态分析能够得到挖掘机工作装置整体的动应力特性,可以作为判断工作装置动应力分布规律和危险截面的依据.     

液压挖掘机工作装置的应力特性及危险工况选取

液压挖掘机工作装置采用传统分级方法对结构进行分析时,一个齿尖位置只能对应一个姿态,因而产生分析不全面的问题.为此,将工作装置作为整体进行研究,提出一种基于区域规划的三维图谱(MBRS-3D)法来探究工作装置的结构特性,并以应力特性为例展开分析.通过测试、统计得到挖掘阻力系数和阻力矩系数,建立理论挖掘力求解模型.基于工作装置区域规划对工作装置进行集成有限元分析,得到动臂、斗杆、铲斗和整个工作装置的最大应力值以及对应区域编号;绘制三维最大应力空间图谱和对应的区域空间图谱,直观呈现最大应力值以及所在区域的空间分布.最后,基于上述应力研究选取某机型的危险工况,并与经典工况进行对比.结果表明,新危险工况比经典工况更具危险性.     

基于刚‒柔耦合的反铲液压挖掘机工作装置多体动力学分析与仿真

以某型挖掘机为研究对象，建立其工作装置及挖掘阻力数学模型。针对土方、石方挖掘工况，采用压力传感器、位移传感器测得挖掘过程中各油缸的压力及位移，采用电阻应变片测出动臂与斗杆上各测点的应力。基于所获得的各油缸位移及压力，通过动力学分析计算载荷。使用有限元分析软件和动力学仿真软件建立挖掘机刚?柔耦合模型，并以各油缸位移曲线为驱动，得到动臂及斗杆上各点应力。仿真计算与应力测试的对比结果表明，对应测点的应力变化趋势基本一致，误差在15%以内。     

单斗液压挖掘机工作装置的动力学响应

针对液压挖掘机工作装置大臂常出现裂纹现象,采用3-D软件PRO/E建立了整个工作装置的实体图,在有限元软件ANSYS下对其工作过程进行了动力学分析。研究结果表明:采用不同的挖掘角对工作装置的挖掘阻力影响较大;工作装置的最大应力出现在大臂与油缸的连接处;得出了不同姿态角度下工作装置的动力响应结果及受力状况,为液压挖掘机工作装置的动态优化设计提供了依据。     

挖掘机工作机构应力应变可视化研究

考虑挖掘机工作过程载荷变化与工作机构位置的关联性,用有限元方法,对挖掘机工作装置进行结构设计和受力分析。首先在6t小型挖掘机上,分别针对斗杆挖掘和铲斗挖掘过程,用位移传感器和压力传感器测试出各个液压缸的位移、速度和对应工作腔的压力,计算出液压缸满载工作时,挖掘机大臂和斗杆的位置;再采用力矩平衡关系,计算出大臂和斗杆各个铰销点处的受力大小。以此数值作为有限元计算的载荷,计算出大臂和斗杆的应力分布云图,找出对应机构的应力集中部位和最大受力点。为进一步优化挖掘机工作机构、疲劳寿命预测提供理论依据。     

基于PRO／E的液压挖掘机工作装置系统仿真与分析

通过三维参数化建模软件PRO／E,对某型挖掘机工作装置进行了三维建模．通过建立液压挖掘机工作装置的三维模型,并运用该软件中运动仿真模块Pro／MECHANICA对工作装置装配和机构运动仿真,从而了解了工作装置的挖掘工作范围．在对模型材料特性定义的基础上,对模型进行了静力分析,能够检验不同工况下动臂是否满足要求．通过仿真分析可知,相对于其它有限元分析工具来讲,Pro／MECHANICA软件实现了和PRO／E的无缝集成,对复杂零件建模后的分析工作更加精确．     

客车车架各行驶工况性能研究

将客车在静止和行驶状态下的力学工况分为四种工况。应用ANSYS软件对各工况进行了计算,得出了车架的应力分布和位移变化,全面掌握了车架的结构强度及刚度薄弱部位。得出对客车车架影响最大的行驶状态。得出车架应力分布比重,用以判定车架材料的利用率,为车架优化改进设计提供重要理论数据。     

基于阻力特性的液压挖掘机复合挖掘力建模

基于挖掘过程中三缸联动的实际作业状态,提出复合挖掘力概念.根据动臂、斗杆和铲斗的各自分工确定复合挖掘力限制条件;利用阻力角和差值角的主值区间确定复合挖掘力方向角的取值范围;假设给定挖掘姿态下复合挖掘力大小随方向角渐变,建立复合挖掘力计算模型.以某36 t反铲液压挖掘机为例,验证了该假设的正确性.以真实挖掘轨迹和测试挖掘阻力为基准,对比现有理论挖掘力模型和复合挖掘力模型的计算结果,结果表明后者能够更准确地估算挖掘机的复合挖掘能力.该研究为挖掘机工作装置的优化设计和强度分析提供了评价标准和计算依据.     

经编机摆动臂有限元分析及优化设计

以有限元分析与优化设计理论为基础,结合UG NASTRAN有限元分析软件,建立了经编机槽针床摆动臂结构的有限元分析模型,对其结构进行了静力学应力分析,利用应力分析结果作为优化设计的强度和刚度约束条件,建立了经编机槽针床摆动臂的数学模型,并对其进行优化。结果表明,在保证零件强度和刚度的前提下,通过改变主要设计尺寸参数,使结构的质量减轻了7.6%,从而有效提高了机构的运行速度。     

移动式垃圾转运站翻转机构动力学仿真与优化

以提高结构强度和减轻自重为目标,利用ADAMS和ANSYS软件对移动式垃圾转运站翻转机构进行动力学仿真与结构有限元分析,提取典型姿态下构件的动力学参数,建立参数化有限元分析模型,得到典型工况的应力分布,结合结构优化导重法进行优化设计。在保证结构应力低于许用应力的情况下,优化后整体结构最大应力从262 MPa下降到186.3 MPa,重量下降49 kg,提高了产品的性价比和市场竞争力。     

铁道客车焊接构架疲劳强度评估方法

铁道客车转向架构架作为典型的焊接结构,焊缝部位是疲劳失效的薄弱环节,对其焊缝位置的疲劳强度进行准确评估对构架的设计显得尤为重要.对比分析了焊接接头的3种有限元建模方式对焊缝部位应力的影响,建立了考虑焊缝和不考虑焊缝的构架有限元模型,参照UIC 515—4标准对构架的两种有限元模型分别施加模拟运营工况载荷,绘制了构架Goodman曲线,对比分析了两种建模方法的疲劳强度.结果表明:3种焊缝建模方法对应力分析结果有较大的影响;与考虑焊缝的构架有限元模型相比较,不考虑焊缝单元的构架有限元模型分析得到的疲劳强度结果安全系数较小,分散性较大,结果偏于保守.本文可以为铁道客车转向架构架的建模及评估方法为构架的设计提供参考.     

基于APDL的全地面起重机臂架分析

大吨位全地面起重机由于其吊载大、结构复杂,对臂架的结构强度稳定性有很高的要求,因此对臂架结构的计算成为设计的关键。一般的有限元计算方法将主臂简化为beam单元进行分析,这种方法计算简单,建模效率高,但只能对臂架整体应力分布进行分析。采用shell单元对主臂进行建模分析,分析精确,但建模复杂,分析效率低。利用APDL开发基于MATLAB的臂架各工况批量分析程序,可针对不同工况的臂架进行建模组装,提高了计算的效率。     

柴油机主副连杆有限元分析方法

主副连杆结构特殊,工作环境复杂而且恶劣,它作为柴油机的主要零部件之一,关系到柴油机整机工作的可靠性.该文研究采用有限元方法对其进行结构强度分析的技术措施.基于I-DEAS 11.0软件平台,应用特征建模技术对某柴油机主副连杆机构进行了实体化建模.利用接触单元模拟实际工作中各构件之间的接触状态,选取主缸最大爆压时刻作为连杆静强度分析载荷工况,实现了对主副连杆结构的应力和变形分析.寻求到了一套进行主副连杆分析的有限元分析技术途径,可为此类结构的可靠性设计提供参考依据.