装载机结构件有限元分析与结构改进
发布时间：2022-09-29 19:11
装载机是一种用途较广的施工机械,广泛应用于建筑、交通、水电、矿山及国防工程中,对加快工程建设、减轻劳动强度、提高工程质量、降低工程成本等方面发挥着重要的作用。 结构件系统包括前后车架、工作装置,承受着几乎全部的内外载荷,是装载机的关键系统部件之一,其设计水平的高低直接影响到结构件各部件强度的好坏,进而影响整机的性能如强度、刚度、可靠性及经济性指标等。有限元分析是现代设计方法的主要内容,对装载机结构件系统各部件进行有限元分析,研究其在各种工况下的变形和应力情况,继而对其进行优化设计,可以使得产品的结构和性能更趋完善。因此进行结构件系统的有限元分析和优化设计对装载机设计具有重要作用。 本文以山东临工工程机械有限公司新产品研发中系列结构件设计优化为背景,以其中一种主要产品的结构件为例,系统论述了以有限元技术为基础的装载机结构件系统虚拟样机的建立及分析过程。依靠实际物理样机的应力测试及台架破坏试验,成功的验证了有限元虚拟样机分析的可靠性。以虚拟分析和试验结果为基础,通过对结构件系统部分部件的设计改进,最终获得了更加可靠的设计。
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
内容提要
第1章 概述
1.1 引言
1.2 装载机的发展概况
1.3 轮式装载机的总体构造
1.4 有限元虚拟样机分析产生及应用背景
1.5 本课题研究的内容与意义
第2章 有限元理论综述
2.1 有限元法的发展过程
2.2 有限元法求解流程
2.3 弹性力学问题的基本方程
2.4 薄板问题的有限元法
2.4.1 薄板问题的基本方程
2.4.2 矩形薄板单元的位移法
2.5 有限元分析软件nastran
2.5.1 NASTRAN 的主要优点
2.5.2 NASTRAN 的主要分析功能
2.6 小结
第3章 装载机结构件整车有限元建模分析
3.1 虚拟样机分析工况描述
3.1.1 最大牵引力偏载工况
3.1.2 最大掘起力偏载工况
3.1.3 联合偏载工况
3.1.4 支撑掘起偏载工况
3.2 虚拟样机三维实体模型建立
3.3 有限元虚拟样机计算模型的建立
3.3.1 有限元前后处理器MSC Patran 简介
3.3.2 虚拟样机模型单元选取与网格控制
3.3.3 材料与属性的定义
3.3.4 载荷与边界条件的确定
3.4 虚拟样机整车计算分析
3.4.1 虚拟样机工作装置结构有限元分析
3.4.2 前车架结构分析结果
3.4.3 后车架有限元结构分析结果
3.5 本章小结
第4章 结构件应力测试与台架试验
4.1 引言
4.2 装载机结构件应力试验研究
4.2.1 应力测试工况描述
4.2.2 实验器具
4.2.3 试验步骤
4.2.4 数据处理与分析
4.3 装载机结构件台架疲劳测试
4.3.1 试验目的
4.3.2 装载机结构件台架疲劳测试试验台
4.3.3 台架试验结果及出现问题
4.4 装载机结构件台架试验有限元模型建立与分析
4.4.1 装载机结构件台架试验有限元模型建立
4.4.2 台架试验有限元分析结果
4.5 本章小结
第5章 结构件系统的设计改进
5.1 动臂设计改进
5.2 摇臂设计改进
5.3 后车架设计改进
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
摘要
ABSTRACT
【参考文献】：
期刊论文
[1]低货台半挂车车架静强度有限元分析[J]. 朱永强,王辉林,丛红,仪垂杰,刁培松. 专用汽车. 2002(02)
[2]复杂组合结构的有限元模态分析[J]. 崔志琴,苏铁熊,赵冬青,白小兰. 华北工学院学报. 2001(03)
[3]振动压路机机架结构有限元计算模型及应力分析[J]. 成国庆,鹿世敏. 工程机械. 2000(09)
[4]结构动力分析自适应有限元方法综述[J]. 龚国庆,刘寒冰,魏媛. 力学进展. 2000(03)
[5]轮式工程机械机架有限元分析系统[J]. 杨小卫. 筑路机械与施工机械化. 2000(02)
[6]基于计算智能技术的产品敏捷开发系统研究[J]. 赵正佳,黄洪钟,王金诺. 机械. 2000(02)
[7]现代设计方法在工程结构件强度及刚度设计中的应用[J]. 王志明,杨为清. 中国机械工程. 1999(08)
[8]工程中有限元分析的数据后处理[J]. 万玉生,韩群芳,叶阿莉,陈荣毅. 结构工程师. 1999(02)
[9]装载机前车架的空间结构有限元模型[J]. 张卧波. 农业工程学报. 1999(02)
[10]中国装载机发展及趋势[J]. 李孝明. 建筑机械. 1999(05)
本文编号：3683151
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
内容提要
第1章 概述
1.1 引言
1.2 装载机的发展概况
1.3 轮式装载机的总体构造
1.4 有限元虚拟样机分析产生及应用背景
1.5 本课题研究的内容与意义
第2章 有限元理论综述
2.1 有限元法的发展过程
2.2 有限元法求解流程
2.3 弹性力学问题的基本方程
2.4 薄板问题的有限元法
2.4.1 薄板问题的基本方程
2.4.2 矩形薄板单元的位移法
2.5 有限元分析软件nastran
2.5.1 NASTRAN 的主要优点
2.5.2 NASTRAN 的主要分析功能
2.6 小结
第3章 装载机结构件整车有限元建模分析
3.1 虚拟样机分析工况描述
3.1.1 最大牵引力偏载工况
3.1.2 最大掘起力偏载工况
3.1.3 联合偏载工况
3.1.4 支撑掘起偏载工况
3.2 虚拟样机三维实体模型建立
3.3 有限元虚拟样机计算模型的建立
3.3.1 有限元前后处理器MSC Patran 简介
3.3.2 虚拟样机模型单元选取与网格控制
3.3.3 材料与属性的定义
3.3.4 载荷与边界条件的确定
3.4 虚拟样机整车计算分析
3.4.1 虚拟样机工作装置结构有限元分析
3.4.2 前车架结构分析结果
3.4.3 后车架有限元结构分析结果
3.5 本章小结
第4章 结构件应力测试与台架试验
4.1 引言
4.2 装载机结构件应力试验研究
4.2.1 应力测试工况描述
4.2.2 实验器具
4.2.3 试验步骤
4.2.4 数据处理与分析
4.3 装载机结构件台架疲劳测试
4.3.1 试验目的
4.3.2 装载机结构件台架疲劳测试试验台
4.3.3 台架试验结果及出现问题
4.4 装载机结构件台架试验有限元模型建立与分析
4.4.1 装载机结构件台架试验有限元模型建立
4.4.2 台架试验有限元分析结果
4.5 本章小结
第5章 结构件系统的设计改进
5.1 动臂设计改进
5.2 摇臂设计改进
5.3 后车架设计改进
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
摘要
ABSTRACT
【参考文献】：
期刊论文
[1]低货台半挂车车架静强度有限元分析[J]. 朱永强,王辉林,丛红,仪垂杰,刁培松. 专用汽车. 2002(02)
[2]复杂组合结构的有限元模态分析[J]. 崔志琴,苏铁熊,赵冬青,白小兰. 华北工学院学报. 2001(03)
[3]振动压路机机架结构有限元计算模型及应力分析[J]. 成国庆,鹿世敏. 工程机械. 2000(09)
[4]结构动力分析自适应有限元方法综述[J]. 龚国庆,刘寒冰,魏媛. 力学进展. 2000(03)
[5]轮式工程机械机架有限元分析系统[J]. 杨小卫. 筑路机械与施工机械化. 2000(02)
[6]基于计算智能技术的产品敏捷开发系统研究[J]. 赵正佳,黄洪钟,王金诺. 机械. 2000(02)
[7]现代设计方法在工程结构件强度及刚度设计中的应用[J]. 王志明,杨为清. 中国机械工程. 1999(08)
[8]工程中有限元分析的数据后处理[J]. 万玉生,韩群芳,叶阿莉,陈荣毅. 结构工程师. 1999(02)
[9]装载机前车架的空间结构有限元模型[J]. 张卧波. 农业工程学报. 1999(02)
[10]中国装载机发展及趋势[J]. 李孝明. 建筑机械. 1999(05)
本文编号：3683151
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3683151.html
