装载机动臂框架结构焊接残余应力和静强度有限元分析

发布时间：2020-05-18 18:32

【摘要】：装载机动臂框架结构是由两件长动臂板与横梁椭圆筒焊接而成的焊接件。动臂和横梁筒经过环形焊缝焊接成一体,而动臂又是一个箱体焊接结构,经过多次拼装焊接,产生焊接残余应力和变形,从而降低了装载机的承载能力和工作性能。 由于装载机在工作过程中动臂框架结构需要承受一定的静载荷和冲击载荷,动臂与横梁的焊接部位在周期性载荷和冲击载荷下,可能发生裂纹或强度破坏,导致结构失效。所以分析焊接残余应力大小及分布规律以及其对动臂框架结构强度的影响是十分有必要的。 本文以CAT980S装载机的动臂框架结构为研究对象,利用三维软件CATIA建立其实体模型,然后导入有限元程序ANSYS中进一步建立有限元模型,模拟动臂和横梁的焊缝的焊接过程,通过计算焊接温度场进一步计算出焊接残余应力。同时,本文还对动臂框架结构在对称水平和对称垂直联合工况下的静强度做了有限元分析。并将焊接残余应力与在对称水平正载与垂直正载联合工况下的应力叠加与测试值相对比,验证本文建立的动臂框架结构的有限元模型的正确性,并说明了有限元程序ANSYS在热学和结构力学分析中的实用性。
【图文】：

动臂、摇臂、连杆、及液压系统等组成。装载机的来完成:与左右动臂相联的举臂油缸用来完成升降油缸用来完成翻斗作业。如前所述，工作装置的强的工作尺寸、性能参数、发动机功率等。我国装载主要构件，如铲斗、动臂板、横梁和摇臂等，都曾由于设计方法的限制，多数产品存在强度保守问题度刚度分析是优化设计的第一步[32-34]。本文主要以结构分析的有限元法为研究问题的ANSYS，，以CAT980S型轮式装载机为研究对象，对在考虑焊接残余应力的基础上进行结构静强度有限3.1 动臂框架结构的受力计算工

铲斗斗底与地面的前倾角为 5°时的铲取位置作为计算位置，用在铲斗的切削刃上。此位置有以下几种工况：（1）对称水平受力工况（2）对称垂直受力工况（3）对称水平与对称垂直同时作用工况（4）水平受力偏载工况（5）垂直受力偏载工况（6）水平偏载与垂直偏载同时作用工况装载机工作装置在以上六种工况中，以工况（6）工作装置受在实际计算中，考虑到外载荷本身的计算误差较大，所以往往按强度计算，而用放大安全系数来处理偏载的影响即工况（6）[.2 确定计算载荷（外载荷）
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH243

【参考文献】

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本文编号：2670145