轮式装载机工作装置结构分析及优化
发布时间：2021-06-30 21:04
轮式装载机作为一种典型的工程机械产品,在工程建筑领域发挥着十分重要的作用,工作装置作为装载机的重要组成部分,其强度、可靠性会直接影响到整机的工作性能和工作效率,寻求合理的优化设计方法以确保工作装置安全可靠,并在此基础上寻求轻量化设计是目前研究的热点。本文以LZ500K轮式装载机的工作装置为研究对象,首先对装载机工作装置的基本结构与作业工况进行研究,并对典型工况下的工作装置进行了外载荷计算及受力分析,通过分析工作装置反转六连杆机构的运动关系,实现作业工况参数的解析化处理;其次,运用动力学分析软件ADAMS建立工作装置的刚柔耦合模型,对工作装置进行运动学与动力学仿真,根据仿真结果对工作装置的运动平稳性及工作安全性进行检验,并确定工作装置的危险工况;然后,运用有限元分析软件ANSYS中的APDL语言建立工作装置的整体装配有限元模型,对工作装置的典型工况进行结构静力分析,得到各工况下工作装置的应力分布及变形情况;对危险工况下的工作装置进行应力测试,并以测试结果验证了有限元分析结果的正确性;最后,根据有限元分析结果对工作装置结构强度不足的区域进行结构改进,并利用变密度法对动臂进行拓扑优化,优化后...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
轮胎式与履带式装载机
OOG装载机的工作装置是装载机的核心部分，因此工作装置的质量和占用空间以制造成本也是设计时必须要考虑的关键问题，因此一些学者在满足设计要求的前下对装载机的工作装置在进行了轻量化设计。饶刚[8]等人在 HyperWorks 软件中创了模拟模型，经过分析之后，采用连续拓扑法中的变密度法，对工作装置里面的臂和小臂进行了优化设计，优化后小臂的应力分布更加均匀，大臂的重量减少了分之一；黄炳雷[9]等学者以矿用装载机为计算模型，从斗杆的构造着手，完成了工装置的轻量化设计，使斗杆的重量减少至原来的一半，但是其它方面的性能依然足要求；王晓宁[10]对装载机的动臂框架进行了疲劳寿命评估，并针对性的提出了进意见，显著延长了动臂的使用寿命。随着人们对科研方法的不断探索，为了加强对装载机工作装置的研究，一些者基于建模软件开始建立装载机的虚拟样机，更加直观和清晰的看到装载机工作置的结构和作业过程。梁昊[11]等人基于 ADAMS 及有限元软件对装载机的工作装图 1-2 正转六杆机构 图 1-3 正转八杆机构
OOG装载机的工作装置是装载机的核心部分，因此工作装置的质量和占用空间以制造成本也是设计时必须要考虑的关键问题，因此一些学者在满足设计要求的前下对装载机的工作装置在进行了轻量化设计。饶刚[8]等人在 HyperWorks 软件中创了模拟模型，经过分析之后，采用连续拓扑法中的变密度法，对工作装置里面的臂和小臂进行了优化设计，优化后小臂的应力分布更加均匀，大臂的重量减少了分之一；黄炳雷[9]等学者以矿用装载机为计算模型，从斗杆的构造着手，完成了工装置的轻量化设计，使斗杆的重量减少至原来的一半，但是其它方面的性能依然足要求；王晓宁[10]对装载机的动臂框架进行了疲劳寿命评估，并针对性的提出了进意见，显著延长了动臂的使用寿命。随着人们对科研方法的不断探索，为了加强对装载机工作装置的研究，一些者基于建模软件开始建立装载机的虚拟样机，更加直观和清晰的看到装载机工作置的结构和作业过程。梁昊[11]等人基于 ADAMS 及有限元软件对装载机的工作装图 1-2 正转六杆机构 图 1-3 正转八杆机构
【参考文献】：
期刊论文
[1]装载机动臂动力学仿真分析[J]. 邓锵. 机电技术. 2018(05)
[2]装载机铲斗作业过程仿真分析[J]. 李玉凤,李冰,姬国强. 装备制造技术. 2018(07)
[3]基于ADAMS与ANSYS的装载机工作装置动力学仿真[J]. 范晓峰,宋绪丁,万一品. 装备制造技术. 2018(07)
[4]矿用装载机工作装置有限元分析及轻量化设计[J]. 黄炳雷,李瑶,庞利叶,向清怡,王宝刚. 制造业自动化. 2018(05)
[5]装载机工作装置优化设计研究[J]. 孟凡旺,焦圣德,张光耀,赵堑. 建筑机械化. 2018(02)
[6]基于ADAMS的装载机工作装置动态仿真与力学分析[J]. 高铸成,张桂菊,周香涛,陈瑞科,毛泽军. 内燃机与配件. 2018(02)
[7]ZL50型装载机动臂结构的拓扑优化设计[J]. 陈旭锋,李昌冉,张璐,吴彬,李雄. 建设机械技术与管理. 2018(01)
[8]基于ANSYS的小型装载机工作装置的有限元分析与优化[J]. 张强. 科学技术创新. 2017(28)
[9]装载机工作装置动力学仿真与试验研究[J]. 万一品,贾洁,宋绪丁. 计算机仿真. 2017(07)
[10]基于Workbench的装载机工作装置的优化分析[J]. 赵海霞,管清正,扈艳萍. 起重运输机械. 2016(12)
硕士论文
[1]装载机工作装置机构—结构分析与设计研究[D]. 尹文兴.天津大学 2016
[2]装载机工作装置动力学仿真与有限元分析[D]. 彭丹.长安大学 2015
[3]装载机工作装置动臂框架工作状态的力学分析[D]. 王晓宁.山东大学 2008
[4]基于遗传算法的装载机工作装置优化设计应用研究[D]. 熊雪峰.西北农林科技大学 2001
本文编号：3258493
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
轮胎式与履带式装载机
OOG装载机的工作装置是装载机的核心部分，因此工作装置的质量和占用空间以制造成本也是设计时必须要考虑的关键问题，因此一些学者在满足设计要求的前下对装载机的工作装置在进行了轻量化设计。饶刚[8]等人在 HyperWorks 软件中创了模拟模型，经过分析之后，采用连续拓扑法中的变密度法，对工作装置里面的臂和小臂进行了优化设计，优化后小臂的应力分布更加均匀，大臂的重量减少了分之一；黄炳雷[9]等学者以矿用装载机为计算模型，从斗杆的构造着手，完成了工装置的轻量化设计，使斗杆的重量减少至原来的一半，但是其它方面的性能依然足要求；王晓宁[10]对装载机的动臂框架进行了疲劳寿命评估，并针对性的提出了进意见，显著延长了动臂的使用寿命。随着人们对科研方法的不断探索，为了加强对装载机工作装置的研究，一些者基于建模软件开始建立装载机的虚拟样机，更加直观和清晰的看到装载机工作置的结构和作业过程。梁昊[11]等人基于 ADAMS 及有限元软件对装载机的工作装图 1-2 正转六杆机构 图 1-3 正转八杆机构
OOG装载机的工作装置是装载机的核心部分，因此工作装置的质量和占用空间以制造成本也是设计时必须要考虑的关键问题，因此一些学者在满足设计要求的前下对装载机的工作装置在进行了轻量化设计。饶刚[8]等人在 HyperWorks 软件中创了模拟模型，经过分析之后，采用连续拓扑法中的变密度法，对工作装置里面的臂和小臂进行了优化设计，优化后小臂的应力分布更加均匀，大臂的重量减少了分之一；黄炳雷[9]等学者以矿用装载机为计算模型，从斗杆的构造着手，完成了工装置的轻量化设计，使斗杆的重量减少至原来的一半，但是其它方面的性能依然足要求；王晓宁[10]对装载机的动臂框架进行了疲劳寿命评估，并针对性的提出了进意见，显著延长了动臂的使用寿命。随着人们对科研方法的不断探索，为了加强对装载机工作装置的研究，一些者基于建模软件开始建立装载机的虚拟样机，更加直观和清晰的看到装载机工作置的结构和作业过程。梁昊[11]等人基于 ADAMS 及有限元软件对装载机的工作装图 1-2 正转六杆机构 图 1-3 正转八杆机构
【参考文献】：
期刊论文
[1]装载机动臂动力学仿真分析[J]. 邓锵. 机电技术. 2018(05)
[2]装载机铲斗作业过程仿真分析[J]. 李玉凤,李冰,姬国强. 装备制造技术. 2018(07)
[3]基于ADAMS与ANSYS的装载机工作装置动力学仿真[J]. 范晓峰,宋绪丁,万一品. 装备制造技术. 2018(07)
[4]矿用装载机工作装置有限元分析及轻量化设计[J]. 黄炳雷,李瑶,庞利叶,向清怡,王宝刚. 制造业自动化. 2018(05)
[5]装载机工作装置优化设计研究[J]. 孟凡旺,焦圣德,张光耀,赵堑. 建筑机械化. 2018(02)
[6]基于ADAMS的装载机工作装置动态仿真与力学分析[J]. 高铸成,张桂菊,周香涛,陈瑞科,毛泽军. 内燃机与配件. 2018(02)
[7]ZL50型装载机动臂结构的拓扑优化设计[J]. 陈旭锋,李昌冉,张璐,吴彬,李雄. 建设机械技术与管理. 2018(01)
[8]基于ANSYS的小型装载机工作装置的有限元分析与优化[J]. 张强. 科学技术创新. 2017(28)
[9]装载机工作装置动力学仿真与试验研究[J]. 万一品,贾洁,宋绪丁. 计算机仿真. 2017(07)
[10]基于Workbench的装载机工作装置的优化分析[J]. 赵海霞,管清正,扈艳萍. 起重运输机械. 2016(12)
硕士论文
[1]装载机工作装置机构—结构分析与设计研究[D]. 尹文兴.天津大学 2016
[2]装载机工作装置动力学仿真与有限元分析[D]. 彭丹.长安大学 2015
[3]装载机工作装置动臂框架工作状态的力学分析[D]. 王晓宁.山东大学 2008
[4]基于遗传算法的装载机工作装置优化设计应用研究[D]. 熊雪峰.西北农林科技大学 2001
本文编号：3258493
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