基于ANSYS分析的带式输送机重载卸料车的优化改进
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化一、引言滑移装载机是目前应用较为广泛的一种工程机械，其具有灵活、高效的特点，能够适应不同地形和作业环境的需要。
而作为滑移装载机的重要组成部分之一的机动臂，其结构设计和性能优化对于整个机器的使用效果和使用寿命具有重要的影响。
在机动臂的设计过程中，采用有限元分析方法对其进行分析和优化，能够有效地提高机动臂的性能和使用寿命。
二、机动臂的结构和工作环境滑移装载机的机动臂一般由臂体、臂杆和液压缸等部分组成。
在工作时，机动臂需要承受较大的载荷和振动，因此对于机动臂的结构强度和耐久性有着较高的要求。
由于机动臂在工作过程中需要做出各种角度和位置的调整，因此在设计过程中还需要考虑其动力学性能和运动稳定性。
三、有限元分析的原理和方法有限元分析是一种结构分析的方法，通过将整个结构分割成有限个小单元，然后通过求解每个小单元的力学行为来得到整个结构的响应。
有限元分析技术在工程领域已经得到了广泛的应用，通过对结构进行有限元分析，可以得到结构的应力、位移、振动等性能指标，帮助设计人员优化结构设计。
本文将采用ANSYS软件对滑移装载机机动臂进行有限元分析。
首先需要建立机动臂的三维模型，然后将其网格化，最后通过施加载荷和边界条件，得到机动臂在不同工况下的应力、位移等性能指标。
1.建立机动臂的三维模型在进行有限元分析之前，需要先建立机动臂的三维模型。
通过CAD软件可以建立出相应的三维模型，并将其转换成ANSYS软件可以识别的格式。
2.网格化将三维模型分割成有限个小单元是有限元分析的第一步，也是最关键的一步。
通过ANSYS软件中的网格划分功能，可以将整个机动臂模型分割成有限个小单元，以便后续的分析。
3.施加载荷和边界条件在进行有限元分析之前，需要确定机动臂的工作条件和受力情况，在ANSYS中可以根据实际工况施加相应的载荷和边界条件，然后进行力学分析求解。
4.得到机动臂的应力、位移等性能指标通过有限元分析可以得到机动臂在不同工况下的应力、位移等性能指标，这些指标可以帮助设计人员评估机动臂的结构强度和稳定性，并进行相应的优化。
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化引言滑移装载机（也称为滑移装载机）是一种用于装运和卸载材料的重型机械设备，通常用于建筑和土木工程领域。
其主要部件之一是动臂，用于支撑和操作斗齿进行装载工作。
为了提高滑移装载机的工作效率和安全性，有限元分析和优化成为了必不可少的工具。
本文旨在通过使用ANSYS软件对滑移装载机动臂进行有限元分析，并通过优化设计来提高其性能和寿命。
一、动臂结构分析1. 动臂结构设计滑移装载机动臂通常由钢材制成，具有复杂的结构形式，包括主梁、支撑臂、铰接部件等。
在设计动臂时需要考虑到承载能力、刚度、重量和成本等因素，以确保其具有足够的强度和刚度来承受工作中的压力和载荷。
在设计动臂结构时，需要注意材料的选择、横截面形状、轴向载荷和弯曲载荷的影响，以及动臂与其他部件之间的连接方式等因素。
2. 有限元建模有限元分析是一种工程仿真方法，通过将连续体划分成离散的小单元来进行模拟，用以研究结构在受力情况下的变形和应力分布。
在进行动臂有限元分析时，需要首先对动臂进行三维建模，然后进行网格划分和材料属性定义，最后设置载荷和边界条件进行仿真分析。
3. 动臂应力分析通过ANSYS软件进行动臂的有限元分析，可以得到动臂在不同载荷下的应力分布情况，包括主梁、支撑臂、铰接部件等关键部位的应力值和变形情况。
通过分析动臂的应力分布，可以找出结构的薄弱环节和受力不均匀的部位，为后续的优化设计提供重要的参考。
二、动臂优化设计1. 材料选择优化首先需要对动臂使用的材料进行优化选择，考虑到其强度、刚度、密度和成本等因素。
在保证动臂强度和刚度的前提下，选择尽可能轻量化的材料，以降低整个装载机的自重，提高其工作效率和节能性能。
2. 结构形式优化通过有限元分析得到的应力分布情况，可以对动臂的结构形式进行优化设计。
例如在关键部位增加加强筋、进行优化的横截面设计、改进铰接部件的连接方式等，来提高动臂的整体性能和寿命。
3. 疲劳寿命预测动臂在工作过程中会受到多种复杂载荷的作用，需要进行疲劳寿命预测来确保其安全可靠。
基于ANSYS Workench的带式输送机滚筒轴的优化设计
引言煤炭作为国民经济发展的重要能源资源，对人类经济社会的发展提供了巨大的助力，特别是在现代社会对电力、冶金行业需求不断扩大的同时，作为基础动力的煤炭资源的需求剧增，因此各煤矿生产企业不断提升井下煤炭开采效率，为了适应井下复杂的地质环境和大运量的需求，各类型的带式输送机不断投入应用。
滚筒作为输送机传递动力和改变方向的机构，在工作时需要承受巨大应力、扭矩，在长期运行时极易在结构强度较弱的地方出现扭曲变形或者断裂，轻者造成输送机系统停机维修，重则造成输送带下滑、煤炭散落甚至人员伤亡事故，因此为了提升输送机滚筒轴的可靠性，迫切需要改变盲目增加安全系数确保滚筒轴工作安全性的方法。
本文以某矿用输送机系统的滚筒轴为研究对象，利用仿真软件对其结构强度进行分析，研究滚筒轴结构优化方案，降低滚筒轴质量，提升结构强度[1]。
1滚筒轴受力分析输送带在工作时是利用驱动滚筒和输送带之间的摩擦力实现输送带的运行，在摩擦力作用下，输送带的驱动滚筒的输入侧产生张紧，在驱动滚筒的输出侧有一定的松弛，由受力平衡分析可知，输送带在驱动滚筒两侧的张紧力的差值和驱动滚筒作用在输送带上的摩擦力相等，可表示为[1]：S f =S 1-S 2.（1）式中：S 1为输送带输入侧的张紧力；S 2为输送带输出侧的张紧力；S f 为滚筒作用在输送带上的圆周力。
输送带在驱动滚筒的作用下实现圆周运动，其工作状态下输送带内的受力情况如图1所示。
由图1可知，驱动滚筒在工作时的受力情况与带传动主动轮受力情况一致，由带传动的摩擦驱动理论分析可知，工作时输送带在驱动滚筒两侧分别为紧边和松边，在两侧边应力差值的作用下作用在驱动滚筒上的合力将会是作用在滚筒轴中心线上的一个水平力的分量F 及一个力矩T ，在其共同作用下，将导致滚筒轴在水平截面内产生一个扭转和弯曲的弯扭组合受力[2]。
滚筒轴在受到弯扭组合作用力的同时，滚筒两端胀套对滚筒轴的作用力分别为F 1、F 2，滚筒轴两侧的轴承支座会对其产生一个反作用力F 3、F 4的作用，作用在滚筒轴上的受力如图2所示[2]。
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化摘要：滑移装载机动臂在工程中扮演着重要的角色，它可以在狭小空间内进行灵活的移动和装载工作。
为了确保其稳定性和安全性，有限元分析和优化工作显得尤为重要。
本文将使用ANSYS软件对滑移装载机动臂进行有限元分析，找出其在特定条件下的应力分布和位移，并根据分析结果进行优化设计。
关键词：滑移装载机；动臂；有限元分析；优化设计1. 背景介绍滑移装载机是一种用于狭小空间内进行装载和转运工作的机械设备，它通常由底盘、动臂和斗杆等部件组成。
动臂作为滑移装载机的关键部件之一，不仅要能够承受外部载荷的作用，还要具有足够的稳定性和灵活性。
对动臂进行有限元分析并进行优化设计是非常必要的。
2. 有限元分析在进行有限元分析之前，首先需要建立滑移装载机动臂的几何模型，并确定其受力情况。
然后，将模型导入ANSYS软件中进行网格划分，设定边界条件和加载情况，最终得出动臂在特定条件下的应力分布和位移情况。
通过有限元分析，可以清晰地了解动臂在受力情况下的应力分布和变形情况。
通过对有限元分析结果的分析，可以找出动臂存在的潜在问题，为后续的优化设计提供参考依据。
3. 优化设计根据有限元分析结果，我们可以对滑移装载机动臂的结构进行优化设计。
在优化设计中，我们可以从材料选择、结构形式、连接方式等方面进行考虑，以提高动臂的稳定性和安全性。
可以通过改变材料的选择和厚度来提高动臂的承载能力；可以通过改变结构形式和连接方式来提高动臂的稳定性和灵活性。
通过一系列的优化设计，可以使动臂在滑移装载机的实际工作中达到更好的性能和效果。
4. 结论本文的研究为滑移装载机动臂的工程设计提供了重要的参考意见和建议，有助于提高动臂在实际工作中的性能和效果。
希望本文的研究成果能够为相关领域的工程设计和研究工作提供一定的参考和借鉴。
基于ANSYS workbench的装卸料机小车车轮轴的优化
Ｉ＿
建模 ， 然 后对 改进 后的模型进行静力分析 。两个过渡 圆角 的分析对 比如 下：
一
５ １ ７４
表 １参数 改变前后 的数据对 比
２ ８ ２ ９ ３ ３ １ ３ ２
２ ３
２ ４
２ ５
２ ６
２． ７
中图分类号 ：Ｔ Ｈ １ ２ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ ３ － ２ ２ １ ９（ ２ ０ １ ３ ）０ ８ － ０ ０ ９ １ － ０ ３
０ 引言
轴——作为支承传动 的重要 支承 零件 ， 正 向重载 、 高速 和轻质方 向发展…，车轮轴作 为起重 机械的关键 零部件对 整个设备 的运行起到 了关键 的作 用。车轮轴 的失效给 生产 带来 了很 大的经济 损失 Ｊ 。 ，所 以对车轴进 行优化设 计对
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２ ％
图 １车轮轴 的二维 图
Ｆｉ ｇ ． １ ２ － Ｄ ｄ ｉ ａ ｇ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ ａ ｘ ｌ ｅ ｔ ｒ ｅ ｅ
１ 车轮 轴模 型 的建 立
ＡＮＳ ＹＳ可 以与 Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ相联系 。可 以利 用专 用接 口将 Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ设计 的模型 无缝导入到 Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ中，并且元素基 图 ２ 车轮轴 的三 维模 型
ｃ ‘ ． ｏ 一Ｅ ｒ ’ Ｅｌ ｘ 优化结果其次得出车轴 的质量、变形 、等效应 力随过
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图６ － ８中黑色 的方型点为设计点 ，由图 ６可以看 出车
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车载粉粒物料运输车罐体ANSYS有限元分析及结构改进
了各部位的应力分布和局部应力集中点，结合实际情况对其进行结构改进，加强了强度，大幅度的降低罐体自重及制造成本。 关键词：有限元分析：罐体：结构改进：ＡＮＳＹＳ
中图分类号：ＴＢｌ １５
文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—５４５（２００７）０１—００２６一０３
通过对车载散装粉粒物料运输车在各种运输工况及卸料 原理进行分析，运用ＡＮＳＹＳ对其进行应力分析和结构改进分 析，达到降低罐体自重１５％，均匀合理分布载荷，加强罐体结 构刚度，提高材料利用率，降低生产成本的效果。
云图见图１０。 结构最大复合应力僵为３０１。３３９ ＭＰａ，发生在滑科板拼板
与封头隔仓板接触点见图ｌｌ。封头内觜，中间隔仓板与罐壁连 接处，封头隔仓板与封头提贯处应力较大，复合应力分布云图 见圈１１。
该工况１／２结构Ｙ方向支反力之和为Ｏ．１８７４６ＥｏＮ，由水 泥密度可反推，求得罐体容秘为３０．６０８ Ｍ３，所装水泥净质量为 ３８．２６ｔ，与实际情况相符合，可进行下一步分析。 ３．３行驶惯性载荷
多孑Ｌ板连接处，滑料板与多孔板连接处应力值比较大，都在 １００ ＭＰａ以上，滑料板与筋板连接处瘟力值从单仓中舔开始往 两便｜｜呈现由小到大的趋势，隔仓板与多孔板、罐壁中部连接处 都存在较大复合应力分布云图见图７（ａ）（均。
《装备制造技术）２００７年第１期
与罐壁中部，其他大应力点都集中在翦仓簸板、滑料板、滑料板 与隔仓板连接处及多孔板上，复合应力分布云图见图９。
４改进分析
围１１
从队上计算结果可知，出现大应力值的主要集中在筋板 与滑料板连接处、滑料板与隔仓板连接处及多孔顿上，滑料板 与筋顿连接处应力值从单仓中部开始往两侧呈现ｄＪ，Ｊ，到大的
２７
万方数据
Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＮＯ．１，２００７
基于ansys的带式输送机滚筒改进设计
收稿日期 2019-05-31作者简介 张铭洋（1989-），男，河南商丘人，2011年6月毕业于中国矿业大学机械工程及其自动化专业，助理工程师，从事机电管理工作。
基于ANSYS 的带式输送机滚筒改进设计张铭洋（郑煤集团（河南）白坪煤业有限公司，河南 登封 452470）摘 要针对滚筒缺失理论设计准则和安全因素过高的问题，基于Ansys Workbench 建立滚筒的静力学分析流程和Design Exploration 模块与静力学分析结果，以板厚、轴径为设计变量、滚筒质量为优化目标、应力为控制函数进行滚筒质量的优化设计。
优化设计后滚筒减重499.6kg ，降幅达到14.73%，大幅降低了滚筒的自重，减少了生产制造成本和材料浪费，为滚筒理论设计准则的确定提供了方法。
关键词煤矿 带式传送机 滚筒 优化设计中图分类号 TH222 文献标识码 A doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2019.11.055Optimum Design of Belt Conveyor Pulley Based on ANSYSZhang Ming-yang(Baiping Coal Industry Co., Ltd., Zhengzhou Coal Industry Group, Henan Dengfeng 452470)Abstract : It is difficult to establish the design criteria for belt conveyor pulley. Due to this, the static analysis process, Design Exploration module and static analysis results of the pulley are studied based on ANSYS Workbench. The optimum design of the pulley quality was carried out by taking the plate thickness and shaft diameter as design variables, the roller quality as optimized objective and the stress as control function. After optimization, the weight of the pulley is reduced by 499.6 kg, with a decrease of 14.73%, lowers the production cost and avoids material waste, which provides a method for determining the theoretical design criteria of the pulley.Key words : coal mine belt conveyor pulley optimum design滚筒作为带式输送机的重要传动部件、主要的受力部件，工作时主要起到传动、改向的作用。
基于ANSYS Workbench的带式输送机滚筒优化设计
基于ANSYS Workbench的带式输送机滚筒优化设计李欣【摘要】运用有限元分析软件ANSYS Workbench对带式输送机传动滚筒进行优化设计,得到滚筒质量最轻,同时确保最大von Mises等效应力,最大位移量相对较小的最优结构参数组合.【期刊名称】《煤矿机电》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】5页(P77-80,84)【关键词】带式输送机;传动滚筒;优化设计【作者】李欣【作者单位】中国煤炭科工集团上海有限公司,上海200030【正文语种】中文【中图分类】TH222滚筒是带式输送机的一个重要部件。
进行有限元仿真分析和优化设计找出最佳的参数组合，可以避免应力分布不合理、结构笨重等问题。
传动滚筒(图1)与轴利用胀套进行轴向及周向固定，通过包胶、增大围包角、增加张紧力等方式，筒体可以提高摩擦力，增大传动转矩［1］。
输送机带速4 m/s，带宽1.4 m，传动滚筒直径1.4 m，头部传动滚筒张力600 kN，传递转矩100 kNm，参考DTⅡ带式输送机，初步确定尺寸如图2和表1。
其中K3、B3、L1、L关系到胀套和轴的安装尺寸，K2关系挡板安装尺寸，并且胀套对其有要求，不能变动，不作为优化变量。
1.1 分析类型带式输送机传动滚筒安装在减速器低速级，滚筒转速较低，质量分布均匀，一般只对其进行结构静力学线性分析。
1.2 材料参数滚筒由轮毂、筒体、腹板焊接而成，材料都是ZG275-485H，其屈服强度为275 MPa，设置安全系数10，许用最大等效应力27 MPa。
2.1 建模在Workbench中建立传动滚筒的三维虚拟参数化模型，忽略倒角、圆角、拔模斜度、螺纹孔等局部细节，忽略焊接对仿真分析的影响，将腹板、筒体、轮毂看作一个整体。
建立三维实体模型如图3所示。
2.2 划分网格由于滚筒关于中间平面对称，为了节约仿真时间，提高优化效率，我们只仿真模型的一半［3］。
对于三维实体，ANSYS划分网格的方法有自动划分网格法、四面体划分网格法、扫掠法、多域法、Hex Dominant法。
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化滑移装载机（Skid Steer Loader，简称SSL）是一种具有滑移机械驱动的装载机，它可以实现全方位的转向和运动，在工程建设、道路维护和农业等领域具有广泛的应用。
滑移装载机的动臂是其重要的工作机构之一，负责承载和操作各种工具和装置。
为了确保滑移装载机动臂的可靠性和安全性，需要对其进行有限元分析与优化。
需要对滑移装载机动臂进行三维建模。
利用CAD软件，绘制出滑移装载机的动臂的几何形状和结构，并生成相应的三维模型。
该模型应包含动臂的各个零部件，如臂体、油缸、连接杆等。
接下来，使用ANSYS软件对滑移装载机动臂进行有限元分析。
有限元分析是一种基于离散法的结构力学分析方法，可以对结构进行应力和变形的计算和分析。
根据滑移装载机动臂的结构和工作条件，确定相应的负载情况，如静力负载、动力负载等。
将这些负载施加到动臂的相应位置上，并进行有限元网格划分和边界条件的设置。
然后，对模型进行求解，并得到动臂的应力和变形分布。
根据有限元分析的结果，对滑移装载机动臂进行优化。
根据分析结果，确定哪些部位的应力和变形超过了许用范围，对这些部位进行改进和优化。
可以采用增加材料厚度、改变截面形状、增加支撑结构等方法来提高动臂的结构刚度和强度。
在进行优化时，还需要考虑与其他部件的配合性、动作灵活性和生产成本等因素。
进行模拟验证和实验验证。
根据优化后的动臂设计，利用ANSYS软件进行模拟验证，即将优化后的动臂模型放入工作环境中，重新施加负载并进行有限元分析。
对模拟结果进行评估，并与实际测试结果进行对比。
如果模拟结果与实际结果相符，则可以认为优化后的动臂设计是可靠的。
如果有差异，则需要对设计进行再次优化。
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化是一项复杂而又重要的工作。
通过该分析与优化，可以提高滑移装载机动臂的结构安全性和可靠性，为滑移装载机的使用提供有力的支持。
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化
滑移装载机动臂是一种用于装载和卸载物料的设备，广泛应用于建筑工地、港口、仓库等场所。
为了确保机动臂的稳定性和安全性，提高其工作效率和使用寿命，需要进行有限元分析与优化。
有限元分析是一种通过将结构离散成有限个单元，将其模型转化为离散状态，然后通过数学方法求解结构的应力、变形、振动等力学问题的方法。
使用ANSYS软件进行有限元分析与优化可以对机动臂的力学性能进行全面和准确的评估。
需要根据机动臂的实际结构进行建模。
可以将机动臂分为不同的部分，如臂体、伸缩管、液压缸等，并根据实际尺寸和材料参数进行建模。
然后，需要对机动臂受到的各种力进行加载，如自重、载荷、液压力等。
根据机动臂的实际工作条件和使用环境，选择适当的加载方式和加载位置。
然后，通过设置合适的边界条件，如固定支撑点、转动支撑点等，确定机动臂在有限元分析中的自由度。
通过求解有限元方程组，可以得到机动臂在不同加载情况下的应力和变形分布情况。
有限元分析结果的准确性和可靠性对于优化设计至关重要。
根据分析结果，可以识别出机动臂的设计弱点，并针对性地采取改进措施，如增加材料厚度、优化结构形状或增加支撑点等。
通过多次有限元分析和优化，最终得到稳定性更好、安全性更高、效率更高的机动臂设计方案。
在进行有限元分析与优化时，还需要考虑到机动臂的材料特性和工作条件。
如机动臂所使用的材料的强度、刚度、疲劳寿命等，以及机动臂在实际工作中受到的加载频次、加载方式、工作温度等。
这些因素将直接影响到分析与优化结果的准确性和可靠性。
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化滑移装载机动臂是一种工程机械设备，用于在建筑工地、矿山等场合进行土方作业。
在使用过程中，动臂承受着巨大的荷载和工作负荷，因此需要进行有限元分析与优化来确保其结构的强度和稳定性。
ANSYS是一款常用的工程有限元分析软件，可以对装载机动臂进行结构分析，找出潜在的设计问题并进行优化。
下面将介绍基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化的步骤和方法。
第一步是建立动臂的有限元模型。
通过CAD软件绘制出动臂的三维模型，并将其导入到ANSYS中。
然后，根据实际情况对动臂进行离散化处理，将其分割成有限元单元，包括梁单元和壳单元。
梁单元用于表示动臂的主要结构部分，壳单元用于表示较薄的板材或薄壳结构，如活塞。
第二步是对动臂进行边界条件的定义。
这包括约束条件和加载条件。
约束条件用于限制动臂部分的位移和旋转，以模拟实际工作状态。
加载条件用于模拟动臂承受的荷载，包括静态荷载和动态荷载。
静态荷载可以通过沉降荷载、施加力矩等方式加在动臂上，动态荷载可以通过模拟工作过程中的振动荷载来加在动臂上。
第三步是进行有限元分析。
在ANSYS中，可以选择不同的求解器和求解方法对动臂进行分析。
常见的求解器包括静力分析、模态分析、疲劳分析等。
根据实际需要，选择合适的求解器来对动臂进行分析，并获取其应力、应变、振动等结果。
根据分析结果，可以找出动臂的潜在问题，如应力过大、振动过大等。
第四步是对动臂进行优化。
根据分析结果，可以对动臂的结构进行优化，以提高其强度和稳定性。
优化的方法包括结构参数优化、材料参数优化等。
结构参数优化可以通过调整梁单元的尺寸、形状等来改善动臂结构；材料参数优化可以通过选择合适的材料来提高动臂的强度和刚度。
通过不断进行优化，可以找到一个最佳的设计方案，以满足动臂工作的要求。
对优化后的设计方案进行验证。
将优化后的设计方案重新导入到ANSYS中，进行有限元分析，以验证其在实际工作条件下的性能。
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化滑移装载机动臂是重型机械设备，常用于物料的装卸和运输，具有载重能力强、工作效率高等特点。
然而，在长时间的使用过程中，由于外力的作用和自身结构的材料损伤等因素，动臂易受到疲劳和断裂的损害，因此需要进行有限元分析和优化。
有限元分析是一种数值分析技术，可以对结构件进行力学分析和变形分析，以预测其在实际工作中受到的载荷和应力等情况。
在本研究中，我们基于ANSYS有限元软件，对滑移装载机动臂进行了有限元分析。
首先，我们建立了动臂的三维实体模型，并将其导入ANSYS软件中。
然后，根据实际工作情况，我们对动臂的载荷进行了设定，包括静态载荷和动态载荷。
其中，静态载荷指的是动臂长时间停留在一定位置下的载荷，而动态载荷则是指动臂在高速运转时所受到的载荷。
接下来，我们对动臂的材质和初始状态进行了设置，包括材料的模型和材料的物理参数。
然后，我们对动臂进行了网格划分，并对网格质量进行了检查和调整，以保证模型的精度和稳定性。
随后，我们进行了计算求解，得到了动臂的应力、变形和应变等结果。
结果显示，动臂在受到静态载荷和动态载荷的情况下，其应力和应变值均超过了材料的极限强度和变形极限，存在断裂的风险。
因此，我们进行了优化设计，希望降低动臂的应力和应变，以提高其使用寿命和安全性。
在优化设计中，我们采用了两种方法，分别是减少载荷和增加材料强度。
对于减少载荷，我们优化了动臂的结构，改变了管道的布局和长度，将一部分载荷分配给其他部件。
对于增加材料强度，我们考虑了更换材料和加强材料厚度等措施，最终确定了一种新的材质和厚度。
总之，基于ANSYS的有限元分析和优化设计是一种有效的手段，可以帮助我们预测和优化结构件的力学性能，为提高机械设备的使用寿命和安全性提供有力支持。
基于ANSYS的自卸车车架有限元分析及优化设计
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ６ ２ １— ３ ２
作 者简介 ： 屈葵林（ ９ １ ） 男 ， １７ 一 ， 广西桂林人 ， 工程师 ， 硕士学位 ， 研究方向为车辆工程 。
５８
《 装备制造技术）０ ２ ） １ 年第 ６ ２ 期 础上释放车架右边 中间的 ２ 吊耳 的约束 ，如图 ５ 个
摘 要： Ａ Ｙ 用 ＮＳ Ｓ有 限元 分析 法对 自卸车车架进 行 了分析 ， 出了自卸车车架在应用 中比较容 易出现 问题 的部位 。 出 找 提
了改 进 的 建 议 。
关键词 ： ＮＳ Ｓ有 限元 分析 ； Ａ Ｙ 自卸车车架； 优化设计
中图分类号 ： ４ ９４ ２ Ｕ ６ ．０ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ２ ５ ５ （ ０ ２ ０ — ０ ８ ０ １ ７ — ４ Ｘ ２ １ ）６ ０ ５ — ２
Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｎｏ６， ０１ ｎ ｆ ｃｒ ｇＴ ｃ ｎ ｌｇ ． ２ ２ ｉ
基 于 Ａ Ｓ Ｓ的 自卸车车架有 限元分析及优化设计 Ｎ Ｙ
屈 葵 林 （ 中国重汽集团柳州运力专用汽车有限公司， 广西 柳州 ５５ １ ） ４ １２
有 限元 法 是一 种 在 工程 分 析 中经 常用 来 解 决 疑 横梁组成。在建立有限元计算模型时 ， 考虑到 自卸车 难复杂问题 的近似数值分析方法 ，因其在机械结构 车架 大 多是槽 钢 ，截 面厚度 与截 面 尺寸 和构 件 的长
强度和刚度分析方面 ， 具有较高的计算精度 ， 在材料 度相 比小很多 ，因此可 以将 车架构件看做 由模板组 应 力 、 变 的线 性 范 围研 究 中 ， 到广 泛 的应 用 。本 合 而成 ， 应 得 采用 板壳 单元 建立 有 限元计 算模 型 。 文选用 Ａ Ｓ Ｓ有限元分析软件 ， 自卸车车架进行 ＮＹ 对 由于车架模 型比较复杂 ，采用 了主副车架分开 分析。 建模 、 再将模型写入 Ａ ＣＩ Ｓ Ｉ合并的方式 ， 得到 了如图 Ａ Ｓ Ｓ有限元分析软件将实体建模 、 ＮＹ 系统组装 、 １ 所示 的模型图。其 中主车架纵梁简化成了单层结 有 限元前后处理 、有限元求解 和系统动态分析等结 构 ， 照实 际情 况赋 予 了 ７ｎ ｌ 按 ｎ 的厚 度 。 ｌ 合为一体 ， 能够高效 、 准确地建立所分析的零部件 的 三维实体模 型 ， 自动生成有限元网格 ， 根据输入 的约 束和载荷工况 ， 对有限元进行 自动求解 ， 并将结果用 图形显示 出来 。其能够满足绝大部分工程设计分析 的需要 ， 在汽车设计领域 中的车身 、 车架的仿真计算 和发 电机 曲轴 及 传 动 系统 的计算 中 ，得到 了广 泛 的
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化
滑移装载机动臂是现代装载机的重要组成部分，承受着各种复杂的力学和物理负荷，
例如弯曲、压缩、剪切、扭转等，并且必须保证动臂的可靠性、安全性和寿命。
为了解决滑移装载机动臂的结构问题，本文采用了ANSYS工具进行有限元分析与优化。
首先，通过对滑移装载机动臂的建模和分析，确定了其主要的受力区域和关键的结构部件。
然后，将动臂的材料性质、几何尺寸、工作状态模拟到有限元模型中，并进行加载和边界
条件的设置。
通过对模型进行计算，得到了动臂的应变、应力和变形情况。
基于有限元计算的结果，本文进行了动臂的结构优化。
针对不同的受力条件和挑战，
优化的原则为：增加结构的强度和刚度、减少动臂的重量和成本、提高设计的可制造性和
生产效率。
通过每一次优化，找到了最优的结构方案，并重新进行了有限元计算，直到满
足设定的要求和标准为止。
最后，本文在ANSYS的环境下，对滑移装载机动臂进行了检验和验证，并对优化后的
结构性能、变形和疲劳寿命等进行了评估。
结果显示，优化后的动臂具有更好的强度和刚度，更小的变形和应力分布，更长的疲劳寿命，可以满足使用要求和安全标准。
综上，本文基于ANSYS的有限元分析与优化方法，提供了一种可靠和有效的滑移装载
机动臂设计方案，可以为装载机制造商和使用者提供参考和帮助，促进装载机行业的持续
发展和创新。
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化近年来，滑移装载机在工程建设和土木工程领域得到了广泛的应用，其主要结构之一是动臂。
动臂作为滑移装载机的重要组成部分，承担着机器负载和挖掘力的传递任务，因此其结构设计至关重要。
有限元分析是一种有效的工程分析方法，可以帮助工程师优化结构设计并提高其性能。
本文将基于ANSYS软件对滑移装载机动臂进行有限元分析与优化，并探讨其在工程实践中的应用。
1. 动臂的结构和工作原理滑移装载机动臂是机器的重要组成部分，主要用于挖掘、卸载和搬运物料。
其结构主要包括臂筋、附着点、反铲等部件，通过液压缸驱动实现伸缩和抬升。
在工作过程中，动臂需要承受不同方向的受力作用，因此其结构设计至关重要。
2. 有限元分析的原理有限元分析是一种工程分析方法，通过数值计算模拟结构的受力情况，可以预测结构在不同载荷下的变形和应力分布。
其基本原理是将结构划分为有限个单元，对每个单元进行力学分析，并通过计算得出整个结构的受力情况。
有限元分析可以有效地帮助工程师优化结构设计，提高结构的性能。
3. ANSYS软件简介ANSYS是一款强大的有限元分析软件，可以模拟各种结构的受力情况，并对结构进行优化设计。
其功能强大，界面友好，深受工程师的喜爱。
在本文中，我们将使用ANSYS软件对滑移装载机动臂进行有限元分析和优化。
4. 滑移装载机动臂的有限元分析我们需要建立滑移装载机动臂的有限元模型。
在建模过程中，需要考虑到动臂的结构特点和受力情况，合理划分单元，设置边界条件和载荷。
然后，通过ANSYS软件进行受力分析，得出动臂在不同载荷下的变形和应力分布情况。
通过有限元分析，可以发现动臂的受力集中部位和应力集中区域，为结构优化提供依据。
5. 滑移装载机动臂的优化设计通过有限元分析，我们可以了解到滑移装载机动臂的受力情况和结构弱点，进而进行优化设计。
优化设计的目标是减小动臂的变形和应力集中，并提高其整体性能。
可以采取的优化措施包括增加材料厚度、改变结构形状、调整附着点位置等。
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化1. 引言滑移装载机是一种用于装卸货物的重型机械设备，其中的动臂是其核心部件之一。
动臂的设计对于整个机械设备的性能和稳定性有着重要的影响。
本文旨在利用ANSYS软件对滑移装载机动臂进行有限元分析，找出其中存在的问题，并提出优化方案，以改善其结构强度和稳定性。
2. 有限元分析模型建立需要建立滑移装载机动臂的三维模型，并在ANSYS软件中进行网格划分和材料属性定义。
在进行有限元分析时，需要考虑动臂在工作中受到的受力情况，包括静载荷和动载荷。
本文将以静载荷作为分析的主要对象，以确保动臂的结构足够稳定和强度足够。
3. 动臂的受力分析4. 有限元分析结果及问题发现通过有限元分析，我们可以得出动臂在受力作用下的应力和变形情况。
根据分析结果，我们可以发现动臂可能存在的问题，比如局部应力集中、材料疲劳等。
这些问题可能会对动臂的使用寿命和工作安全性造成影响，需要及时解决。
5. 优化方案提出针对动臂存在的问题，我们可以提出相应的优化方案。
比如对动臂的结构进行调整，增加支撑和加固部位，改变材料和工艺等。
通过优化方案的实施，可以提高动臂的结构强度和稳定性，从而延长其使用寿命和提高工作安全性。
6. 优化方案验证及分析在提出优化方案之后，需要通过有限元分析对其进行验证和分析。
比如对优化后的动臂进行受力分析，得出应力和变形情况，以验证优化方案的有效性。
通过分析结果，可以确认优化方案是否能够解决动臂存在的问题，以及进一步优化的方向。
7. 结论本文基于ANSYS软件对滑移装载机动臂进行了有限元分析，并提出了相应的优化方案。
通过分析和验证，可以得出优化方案对于提高动臂的结构强度和稳定性是有效的。
对于类似的重型机械设备，有限元分析和优化方案的应用是非常重要的，可以帮助工程师们改进设计和提高产品的性能。
希望本文的研究成果能够对相关领域的研究和应用提供一定的参考和借鉴。
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化
基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化滑移装载机动臂是一种常见的工程机械设备，广泛用于土方工程、矿山作业等领域。
在机械装载作业中，动臂是承受最大力的部件之一，因此对其进行有限元分析与优化是非常必要的。
有限元分析是一种常用的工程分析方法，可以模拟和分析复杂结构的力学性能。
在本文中，我们将基于ANSYS软件对滑移装载机动臂进行有限元分析，并通过优化方法对其进行优化，以提高其结构的强度、刚度和可靠性。
我们需要进行零件的建模和网格划分。
基于机动臂的实际几何尺寸进行建模，并使用ANSYS提供的网格划分工具将其划分为有限元网格。
在划分网格时，需要考虑到几何尺寸、材料性质和加载条件等因素，以尽可能准确地模拟实际工作条件。
接下来，我们可以进行静态和动态分析。
静态分析可以模拟机动臂受力情况下的位移、应力和变形等参数，从而评估其结构的强度和刚度。
动态分析可以模拟机动臂在工作过程中的振动响应和动力学性能，以评估其可靠性和安全性。
通过静态和动态分析，我们可以得到机动臂的受力情况和受力部位。
根据这些结果，我们可以对机动臂的结构进行优化。
优化的目标可能是最小化应力和变形，或者最大化刚度和承载能力。
通过调整机动臂的几何形状、材料选择和结构参数等方面，我们可以得到一个优化的设计方案。
在优化过程中，我们可以使用ANSYS软件提供的优化工具，如拓扑优化、形状优化和参数优化等方法。
这些方法可以通过自动迭代和优化算法，寻找最优的设计方案，并在满足设计要求的前提下减小结构的重量和材料消耗。
我们可以对优化后的设计方案进行验证。
通过再次进行有限元分析，我们可以评估优化后的机动臂是否满足设计要求，同时可以比较优化前后的差异，以验证优化的有效性。
基于ANSYS的运输车车厢有限元分析
D
A FY F
N NY
P
O Q
C
a
E FX
SR G
NX B
图 2 车厢举升角为 2 0 ° 时的受力分析
根据力矩平衡方程可得：
F·A B = G·B R
F
=
G·B R AB
其中：
B R =cosαB Q
BQ=BP-PQ
P Q = O P·t a n α
式中：G = M × g = 3 . 5 5 × 1 0 4 × 9 . 8 = 3 . 4 7 9 × 1 0 5 N
Finite element analysis of transporter carriage based on ANSYS Abstract:It introduces the structure and parameters of the transporter, analyzes and calculates the finite element of the transporter, emphasizes on the optimization of the hinge shaft and the auxiliary frame and the re -optimization of the design of the whole vehicle. The problem of high fuel consumption and low transportation efficiency caused by heavy carriage is solved. Keywords:transporter, finite element analysis, ANSYS, optimum design.
基于ANSYS的重型货车车架结构分析和优化研究的开题报告
基于ANSYS的重型货车车架结构分析和优化研究的开题报告一、研究背景随着全球经济的不断发展，物流行业的发展速度也越来越快。
重型货车作为物流行业的主要运输工具，承担着重要的货物运输任务。
然而，目前市场上的重型货车普遍存在的问题是车辆结构强度不足以及车辆牵引性能低下，这些问题不仅会对货车的使用寿命和安全性产生影响，而且对整个物流行业和交通运输行业都具有重大的影响。
为了解决这些问题，本研究将以重型货车的车架结构为研究对象，利用ANSYS软件进行有限元分析和优化设计，旨在为重型货车的结构优化提供科学依据。
二、研究内容（一）重型货车车架结构的建模本研究将采用CATIA软件对重型货车的车架进行建模，并将车架结构导入ANSYS软件中进行有限元分析和优化设计。
（二）重型货车车架结构的强度分析本研究将使用ANSYS软件对重型货车车架结构进行强度分析，主要包括应力分析、变形分析、疲劳分析等，从而确定车架结构的强度是否满足设计要求。
（三）重型货车车架结构的优化设计在强度分析的基础上，本研究将利用ANSYS中的优化模块对车架结构进行优化设计，以达到结构轻量化、强度增加、牵引性能改善等目的。
三、研究意义本研究的主要意义在于：（一）为重型货车车架结构的优化设计提供科学依据；（二）为工程师提供车架结构设计和优化方案；（三）为重型货车的安全性和牵引性能的提升做出贡献；（四）本研究具有一定的理论和实践意义，为相关领域的进一步深入研究提供基础。
四、研究方法与技术路线本研究将采用如下技术路线和研究方法：（一）调研相关文献，了解现有的重型货车车架结构设计和优化研究的成果；（二）利用CATIA软件对重型货车的车架结构进行建模；（三）利用ANSYS软件对重型货车车架结构进行强度分析、变形分析、疲劳分析等；（四）根据分析结果对车架结构进行优化设计；（五）对优化后的车架结构进行验证和测试。
五、预期成果本研究的预期成果包括：（一）重型货车车架结构建模；（二）重型货车车架结构的强度分析报告；（三）重型货车车架结构的优化设计方案；（四）车架结构优化后的CAD模型；（五）相关技术论文。
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DOI:10.16525/14-1134/th.2019.05.037总第193期2019年第5期机械管理开发MECHANICAL MANAGEMENT ANDDEVELOPMENTTotal 193No.5，2019引言带式输送机作为煤炭生产输送中应用最广泛的设备，其稳定的运行及较高的承载能力对于提高煤炭的生产效率具有重要作用。
在带式输送机中，卸料装置是其中重要的组成部分，在此之中，卸料车以其方便快捷的移动，可以满足不同地点的卸料需求的特点，成为卸料装置中较常采用的形式。
随着煤炭开采效率的提高，对于带式输送机卸料车的承载提出了新的要求，其重型化的发展已成为新的方向。
依据原有的方法及标准，已经无法提供卸料小车重载的设计参考，由此也进一步限制了带式输送机的发展[1]。
卸料车使用简单，便于在重载式皮带输送机上使用，以此来提高系统的效率。
根据使用工况的不同，卸料车可具有不同的结构形式。
图1中为常见的一种二通形式的卸料车[2]。
从图1中可以看出，卸料车整体有机架及行走系统组成，配置有二通漏斗及用于压紧及改变皮带方向的压紧轮及滚筒，在工作过程中，卸料车串接于带式输送机上，根据不同的物料高度，通过皮带的传输将煤炭运送至漏斗中，根据不同的布料需求进行卸料。
传动机构对卸料车行走轮进行驱动，方便移动，来实现不同位置的多点卸料。
1问题分析及改进以生产中采用的某带式输送机卸料车为研究对象，卸料车在实际应用中，由于存在超载的现象，经过一定时间的使用，在生产中出现卸料车频繁停机，经过分析，主要可以分为以下几个问题引起。
首先由于长期的过载造成车体结构发生变形，使整体的重心变化，而且卸料车在使用中需要频繁移动，来满足多点的卸料，这样更加剧了车体的变形。
其次，卸料车出料漏斗处衬板受到落料煤炭的直接冲击，使衬板的使用寿命大为缩短，而修补衬板又增加了车体自身的重量，使行走困难，造成行走轮及导轨的磨损。
行走轮及导轨的磨损，使行走所需的动力增加，惯性力的增大，对于制动系统提高了要求，而原有的制动系统不能满足需求就会造成溜车的现象，发生安全事故。
卸料车的频繁停机，影响了生产活动的有效进行，针对于问题分析，归结起来是由于承载的增加使车体变形，从而引发一系列的问题，因此，对于卸料车的改进，主要在于要满足其重载的需求。
对车体承受的载荷作简要分析：车体整体采用Ｈ型钢，车体主要承受的包括自身的重力及输送煤炭的重量，设定车体设计质量60t ，输送煤段质量10t 。
对于车体结构的改进，车体后端变形量大，刚性不足，在行走轮处存在应力集中的现象，使行走轮处的变形较大，导致行走轮及导轨的磨损严重，针对后端车体的问题，将后端两侧H 型钢之间采用钢板焊接进行连接，提高其支撑刚性，同时对于行走轮处的钢材采用实体结构，增加行走轮处的刚性。
同时，在加固的同时，依据焊接的工艺性及为了便于装配，在钢板结构上注意开设工艺孔[3]。
在车体中部及尾部，采用同样的方式来增加其各个方向上的刚性，具体包括在车体的上部焊接了多处钢板进行连接，在尾部由于上下方向上的变形加大，在适当位置沿竖直方向焊接了3块连接钢板，收稿日期：2018-12-14作者简介：毋飞飞（1990—），男，本科，毕业于中国矿业大学机械工程及其自动化专业。
基于ANSYS 分析的带式输送机重载卸料车的优化改进毋飞飞（西山煤电股份有限公司西铭矿，山西太原030052）摘要：为解决目前带式输送机卸料车无法满足重载需求的问题，依据卸料车的结构对其进行一定的改进，通过ANSYS 有限元方法对改进后的结构进行分析。
结果显示：改进后的卸料车，可以大大地增加系统的刚性，车体的变形及应力分布均处于较低的水平，满足卸料车重载的需求。
关键词：带式输送机卸料装置ANSYS仿真优化中图分类号：TD58文献标识码：A文章编号：1003-773X （2019）05-0083-02图1二通卸料车机械分析与设计由此，对于车体的改进完成，改进后车体的结构如图2所示[4]。
2仿真分析近年来，随着计算机技术的不断发展，有限元分析得到了越来越广泛的应用，在力学分析、结构分析上取得丰硕的成果。
针对于改进后的车体，采用有限元分析的方法对其性能进行评价。
有限元分析主要包括前处理、求解及后处理三个部分，静力分析常用来描述结构在给定的静力（固定）载荷作用下的响应，对改进后的卸料车进行静力分析，可以得出其在承载作用下车体上引起的位移、变形（应力应变）等[5]。
ANSYS 是常用的有限元分析软件，具有强大的分析功能以及可以很好地实现与大多数CAD （计算机辅助设计）软件的对接[6]。
采用ANSYS 对图2所示的结构进行静力学分析，首先进行网格划分，采用实体单元Solid 187单元对模型进行前处理，划分网格如图3所示。
所采用的型钢材料属性，弹性模量为206GPa ，密度为7.85kg/m 3，泊松比为0.3。
对车体进行承载及边界条件的设定，输送带通过滚筒的作用进行煤炭的运输，与输送带接触处即为车体的受力位置，车体承载为70t ，车体采用全约束的形式，由此对车体进行有限元静力分析，经过求解，得到卸料车承载变形如图4所示。
从图中可以看出，在设定的载荷作用下，小车的最大变形量出现在车体的外侧，其最大变形量为0.007m 。
得出卸料车的应力变化如图5所示，从图中可以看出，在设定的载荷作用下，卸料车承受的应力均不大，最大应力出现在行走轮支撑端，最大应力值为120MPa ，远低于材料的屈服极限。
通过上述的计算分析可知，经过改进后的卸料车，在静力分析中，变形量及应力均处于较小值，可以满足重载的需求。
对于原卸料车发生破损的行走轮支撑处，改进后不存在应力集中的现象，避免了行走轮处出现撕裂的情况。
车体连接增加了部分钢板，可以有效的增加车体的刚性，从而避免出现车体变形的问题。
改进后的卸料车在实际运行过程中，不仅承受静定载荷的作用，还会存在着不同程度的振动及冲击载荷的作用，对车体产生不同的影响，对于车体承受的振动及冲击载荷作用，有待进一步的研究确定，从而更好地优化改进车体结构[7]。
3结论卸料车是带式输送机的执行装置，对于带式输送机的稳定运行具有重要的作用，在实际生产中，随着生产需求的增大，对于卸料车的承载能力提出了较高的要求，文中依据实际使用中由于承载过大出现问题的卸料车，对其进行问题分析后采取一定的改进措施。
对于改进后的卸料车通过ANSYS 有限元分析的方法，可以得出，改进后的卸料车在结构提高了刚性，满足了系统重载的需求。
当然，在卸料车实际的使用运行中，还会受到不同的振动和冲击载荷，这些载荷作用对于车体的影响也是较为重要的方面，对于卸料车的性能改进有待进一步的研究。
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通过数据分析可知，在三种不同的结构中，增强环的结构尺寸对于最大位移量的变化均呈现抛物线的变化趋势，有相应的最小值出现；在三种结构中，在同等条件下，三角形增强环对于改变筒体的最大变形作用最佳，这为滚筒结构的最优化设计提供了方向和依据。
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