轮式装载机工作装置的动力学仿真及疲劳耐久性分析
本文关键词： 轮式装载机 工作装置 刚柔耦合 虚拟样机 疲劳耐久性分析 出处：《苏州大学》2011年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：轮式装载机是用于装运散料、块料为主的工程机械设备,广泛应用于公路、铁路、建筑、港口和矿山等工程建设。轮式装载机工作装置是装载机上实现装料、运料和卸料的空间多杆机构,因此工作装置的运动学、动力学特性和疲劳耐久性对整机性能具有深刻的影响,本文集成应用动力学仿真、有限元分析、疲劳寿命分析来研究这个问题,这样不仅节约了样机制造和测试费用,而且缩短了产品开发周期。 利用三维造型软件Solidworks建立轮式装载机工作装置的实体模型。应用有限元和多体动力学相结合的方法,建立轮式装载机工作装置的刚柔耦合虚拟样机模型。从运动学角度,对模型的卸载高度和各机构间的夹角进行验证分析;从动力学角度,对正载工况和偏载工况分别进行仿真分析,得到了这两种工况下的关键铰接点受力历程。采用全寿命(S-N)疲劳分析方法,利用疲劳分析软件MSC.Fatigue对轮式装载机工作装置关键部件进行了虚拟疲劳耐久性分析。 通过本文研究,将刚柔耦合原理应用到轮式装载机工作装置上,从而得出了更加准确的关键铰接点受力情况,为虚拟疲劳分析和销轴强度设计奠定了基础。利用动力学分析结果和模态应力结果,模拟出了轮式装载机工作装置关键部件的疲劳安全因子,并与实际的使用情况进行比较,验证了仿真结果的正确性。为进一步优化轮式装载机工作装置提供了依据。
[Abstract]:Wheel loader is a kind of construction machinery which is mainly used to load bulk material and block material. It is widely used in highway, railway, construction, port and mine construction. The working device of wheel loader is to realize loading on loader. Therefore, the kinematics, dynamic characteristics and fatigue durability of the working device have a profound impact on the performance of the whole machine. This paper integrates the application of dynamic simulation and finite element analysis. Fatigue life analysis not only saves the cost of prototype manufacturing and testing, but also shortens the product development cycle. The solid model of wheel loader working device is established by using 3D modeling software Solidworks. The method of combining finite element and multi-body dynamics is applied. The rigid-flexible coupling virtual prototype model of wheel loader working device is established. The unloading height of the model and the angle between each mechanism are verified and analyzed from the point of view of kinematics. From the dynamic point of view, the dynamic simulation analysis of the positive load condition and the partial load condition is carried out, and the stress history of the key hinge points under these two conditions is obtained. The full life S-N) fatigue analysis method is adopted. The virtual fatigue durability analysis of the key parts of the wheel loader working device was carried out by using the fatigue analysis software MSC.Fatigue. Through the research in this paper, the principle of rigid and flexible coupling is applied to the working device of wheel loader, and the more accurate stress situation of the key hinge point is obtained. It lays a foundation for virtual fatigue analysis and pin strength design. Using the results of dynamic analysis and modal stress, the fatigue safety factors of the key components of the working device of wheel loader are simulated. The correctness of the simulation results is verified by comparing with the actual application, which provides a basis for further optimization of the working device of the wheel loader.
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH243
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，本文编号：1481006
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