基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化

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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的装载机工作装置动臂应力分析

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ｌ
收稿１期：２０ — ０２５１０８１— ０
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铲取阻力计算（直载荷）垂：取额定装载量，按静
作者简介：邹国辉（９０）１８－，男，在读研究生。研究方向：｝
工程机械。ｌ
｝拟。故质量模型采用Ｉ
寸不均．并非远大于厚度方向尺寸，不可用板壳单元模
ＳＵＤ１６和ＳＵＤ１７单元，其中Ｏ８Ｏ８
置工作寿命当中，失效主要表现为铲斗的磨损和刃口变１臂铰点采用自由度耦合来简化模拟这种铰接关系。将节形。而动臂有足够的强度储备。本文用现代设计方法中ｌ点坐标系转变成柱坐标系，然后，每对节点耦合ｒ向
１工况分析
；荷工况条件下，动臂的两个油缸受力不均，此时在动臂
根据实验及分析可知，装载机极限应力工况包括水ｌ上铰点和下铰点受力较小一侧施加相应约束。
平和垂直载荷同时作用的对称载荷工况和偏心载荷工Ｉ
２有限元计算模型
，
｝：
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ＦＶｏＯＰｄ１ｏａ
式中：一装载机轮边功率；Ｖ厂装载机插入料堆
．～．。所以上式成立，则取装载机工作装置动臂由动臂、横梁（也称鸭蛋圆）ｌ时的行走速度，一般取０３０８、￣１０Ｐ摇臂支耳焊接而成。有限元模型中，动臂长、宽方向尺｛ＦＦ：；如上式不成立，则取Ｆ＝００。ｄ

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的六自由度机械臂有限元分析及结构优化

１六自由度机械臂有限元分析
１．１有限元模型的建立
臂构件较多且等效简化后造型简单，因此可以选用Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ，网格大小为２０，自动网格划分，如图１所示，节点数量为４７４４２，单元数为２２８１２。后
下点：
行的可靠性，需要对其进行机械结构分析。近年
来对机械结构的分析已经从结构静力学延伸到了
动力特性领域，特别是对振动分析的模态仿真已
１）简化各种连接，将齿轮啮合简化为轴和孔
姜振廷，郑忠才，董旭
ＪｌＡＮＧＺｈｅｎ．ｔｉｎｇ，ＺＨＥＮＧＺｈｏｎｇ．ｃａｉ，ＤＯＮＧＸｕ
（山东建筑大学，济南２５０１０１）
摘要：六自由度机械臂作为机器人的主要执行机构，其机械性能决定了工作的可靠性。论文针对机械臂的整体结构进行静力学特性和振动特性研究，基于ＡＮＳＹＳＷＯＲＫＢＥＮＣＨ的有限元分析功能，得到了静力学仿真和模态仿真的结果，并对结果进行了分析，在此基础上对机械臂进行了减重优化，通过模态分析，验证了优化结果的可靠性。关键词：机械臂；有限元；ＡＮＳＹＳＷＯＲＫＢＥＮＣＨ
限元分析。
软件中完成材料属性的加载，接触面的约束，网
格的划分。其中机械臂连接部分及夹持手材料为不锈钢，弹性模量ｌ９３ＧＰａ，泊松比０．３１，密度７７５０ｋｇ／ｍ。，其他部分等效为硬铝合金，弹性模量７１ＧＰａ，泊松比０．３３，密度２７７０ｋｇ／ｍ。接触面选用Ｂｏｎｄｅｄ和ＮｏＳｅｐａｒａｔｉｏｎ两种面约束定义，由于机械

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。

利用ANSYS软件进行动臂(四连杆)优化设计

三.利用ANSYS软件进行动臂（四连杆）优化设计3.1有限元模型建立装载机整机的有限元模型是主要是针对力作用的直接部件进行的，主要包括装载机机身上的转台、主要工作部件铲斗、带动铲斗动作的动臂、动力件油缸、以及运动件连杆和摇臂组成。

在实际建模过程中，通常要求设定材料的性能参数与母材相同，这样做的原因是要对各构件的焊接接头进行连续处理，更为重要的一点是为了在后续精力分析中可以有一个光顺的网格划分，在进行有限元模型的建立中，为了更快捷的进行后续计算，以不至于施加于计算机太多计算负荷，将其中不影响结果数据的螺纹孔、倒角等结构进行了移除。

组件几何模型如图3.1所示。

图3.1 工作装置几何模型根据实际情况定义相应材料的性能，包括：弹性模量e = 2.06×106pa，泊松比μ= 0.3，密度ρ= 7850kg / m3。

每个部件均由solid186单元模拟，接头处的销轴由beam188单元模拟，联接单元由销轴与轴套之间的运动关系模拟，而液压缸则由连杆单元模拟。

通过设置诸如截面积，弹性模量和密度之类的参数来实现对实际液压缸的仿真。

要求将元素尺寸控制在15mm〜20mm之内，并在销轴上局部细化网格，这可以提高计算精度。

最后，为了以危险的姿势获得工作装置的整个有限元模型，需要组装每个部件的有限元模型。

有限元模型包括266783个单元，其中包括266638个实体单元，142个梁单元，3个杆单元和444467个节点。

最后，如果装载机转盘需要完全约束，则应采用边界条件。

通过上述过程计算得出的切向和法向挖掘阻力将作为有限元模型中的外部载荷应用于铲斗尖端，如3.2所示。

图3.2 工作装置有限元模型及边界载荷3.2工作装置静强度分析结果据了解，装载机的材料为 q460c 钢，屈服极限为[ ]=235×106 Pa。

结果表明，工作装置的最大应力为802mpa，该应力发生在提升臂的上吊耳的铰孔和铲斗杆的油缸，远远超过了材料的屈服极限。

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。

装载机动臂的有限元分析及改进

单元类型 : 装载机动臂是由动臂板、横梁、摇臂支耳焊接而成的, 选取采用 SOLID 4 5 实体单元作为分析的单元类型。材料属性: 装载机动臂由 1 6M n 组成 , 其中动臂上的轴套由 Q 23 5 - D 组成。网格划分: 形式为自由划分, 采用三角形形状划分 , 共产生 1 3 61 个节点, 3 6 64 个单元, 精度适中。
应力工况
插入工况举升工况
பைடு நூலகம்
表 2 2种工况下动臂应力集中部位所受最大应力
单位: M Pa
X 方向最 Y 方向最 Z 方向最 X Y 方向最 YZ 方向最 XZ 方向最最大等效
大应力
大应力
大应力
大剪应力大剪应力大剪应力应力
550. 964 829. 091
246. 557 366. 37
图 4 最大等效应力部位
动臂在 X 、Y、Z 方向上的合位移的最大值为 9. 201mm。动臂的最大等效应力为 374. 934M Pa。最大等效应力部位处于动臂的上铰点处。
( 2 ) 举升工况 : 保持转斗缸长度不变 , 操作举升缸 , 将动臂升至上限位置, 准备卸载。该工况下的有限元分析如图 5、6 所示。
由图 5~ 6可以看出, 动臂的最大等效应力为 5 65. 14 7MP a。最大等效应力部位也处于动臂的上铰点处。
2种工况下动臂下铰点最大变形和应力集中部位所受最大应力情况如表 1~ 2所示。

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
滑移装载机动臂是一种用于搬运和装载重物的机械设备，常用于建筑工地、码头、仓库等场所。

它的动臂是其关键部件之一，承担着承载和作业的重要功能。

在设计和制造滑移装载机动臂时，我们需要考虑其结构的强度和稳定性，以确保其在各种工况下能够正常运行并完成作业任务。

有限元分析与优化成为了不可或缺的工具。

有限元分析是一种数值计算方法，通过将结构离散为有限数量的单元，利用数学模型对结构进行数值求解，得到结构在各种工况下的应力、位移等响应。

在滑移装载机动臂的有限元分析中，我们可以建立一个包含动臂主梁、液压缸等关键部件的三维模型，并对其进行网格划分，然后采用ANSYS等有限元分析软件对其进行求解。

在进行有限元分析之后，我们可以得到动臂在不同工况下的应力和位移分布。

通过分析这些结果，我们可以评估动臂在工作中是否存在过载、变形等问题，并找到引起这些问题的主要原因。

在优化滑移装载机动臂结构时，我们可以通过有限元分析结果进行参数优化或结构改进。

如果发现某个部件承受的应力过大，我们可以通过增大材料的强度或增加其尺寸来改善结构的强度。

或者，我们也可以对动臂的结构进行优化设计，例如改变截面形状、调整关键连接处等，以提高结构的稳定性和刚度。

基于ANSYS的滑移装载机动臂有限元分析与优化可以帮助我们全面了解和评估动臂的性能，并为其结构的设计和制造提供指导。

通过优化设计，我们可以提高动臂的工作效率和可靠性，提高整个滑移装载机的性能。

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的装载机立式动臂的有限元分析及优化设计

基于ANSYS的装载机立式动臂的有限元分析及优化设计刘志鹏（龙工（上海）机械制造有限公司，上海 201612）摘要：依据装载机的作业特点，对立式动臂在铲掘位置进行静力学有限元分析，计算出动臂的应力分布云图，并在有限元分析结果的基础上提出动臂结构的改进方案。

优化后的仿真结果表明，在保证动臂满足工作性能要求的前提下，经优化设计后的动臂受力情况和结构形状得到了合理的改善。

该基于ANSYS 的有限元分析和优化设计方法提高了设计速度和设计质量，降低了生产成本。

关键词：装载机；立式动臂；静力学；有限元分析；优化设计中图分类号：TH243 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2017.03.016 文章编号：1006－0316 (2017) 03－0059－04Finite Element Analysis and Optimization Design of Vertical Movable Arm of LoaderBased on ANSYSLIU Zhipeng( Lonking (SHANGHAI) Machinery Co., Ltd., Shanghai 201612, China )Abstract：According to the working characteristics of loader, the static finite element analysis is performed in the shoveling and digging position for vertical movable arm, and the stress distribution is calculated. Base on the analysis result, the improved design is put forward. The simulation result after optimization shows that forces and structural shapes of the movable arm are improved after being optimized on the premise of meeting requirement of the movable arm’s work performance. The method of finite element analysis and optimization design based on ANSYS improves design speed and quality, reduces manufacturing costs.Key words：loader；vertical movable arm；static；finite element analysis；optimization design 动臂是装载机的关键结构件，其结构强度及受力情况直接影响装载机的性能优劣[1]。

基于AnsysWorkbench的装载机铲斗有限元分析_张倩

4）铲斗边板的 6 种典型工况的分析结果显示，所受最大应力为 57. 26 MPa，远小于材料许用应力，可进行结构改进优化。
5）挂耳板和斗耳板在垂直偏载、水平垂直正载和水平垂直偏载工况下应力过大，需进行结构加强。
6）铲斗在水平正载和偏载工况下，整体结构所受应力较小；垂直正载和偏载工况下，铲斗的斗耳板与墙板所受应力较大，已超过材料许用应力；水平与垂直正载和偏载工况下，挂耳板、斗耳板和墙板应力均已超过材料许用应力，可依据分析结果进行结构改进。
1 铲斗模型的建立
铲斗属于结构件类零件，主要由主刀板、副刀板、底板、边板、侧刃板、墙板、挂耳板、斗
壁板、斗耳板和斗齿等主要配件组成。根据装载机铲斗结构特点和工作特性，在保证其插入力、掘起力等力学性能不变的情况下，对铲斗结构进行适当简化，去除结构中的部分辅助件，建立的铲斗三维模型如图 1。
0 引言
装载机是一种用途较为广泛的工程机械设备，主要应用于矿山、建筑、公路、铁路、水电等建设工程。装载机铲斗是装载机主要的工作装置［1］，用于实现物料的切削、承装、运输和卸载，是整机工作性能的重要指标。由于装载机工作条件恶劣，在铲斗使用过程中，经常会出现焊接开裂的问题，同时铲斗与物料频繁接触，造成严重的磨损，为保证工作完整可靠，要求铲斗设计具备足够的强度、刚度和耐磨性。本文基于某 5 t 轮式装载机铲斗，在 6 种典型工况下，对其进行有限元刚度和强度分析，为装载机铲斗的结构优化提供了理论依据。
3 小结
本文对某 5 t 装载机铲斗进行有限元仿真，对于确定铲斗结构的不合理之处、进一步优化结构、去除冗余等具有重要指导作用。由于铲斗为焊接结构，通过对比分析结果数据可知，铲斗多处焊接部位均需加强，焊接工艺的好坏决定了铲斗的结构性能和装载机的工作性能。因此，焊接技术的提高、一次成型技术的应用等相关技术领域的进步，将为铲斗及其他工程机械零部件和产品提供重要的技术保证。同时，计算机仿真技术的发展与应用，为探索机械结构缺陷、预测结构性能、提高结构设计质量、解决复杂结构存在的问题等，提供了便利的手段。

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 Workbench的装载机铲斗有限元分析

４）铲斗边板的６种典型工况的分析结果显
示，所受最大应力为５７．２６ＭＰａ，远小于材料许用应力，可进行结构改进优化。
［２］李兵，何正嘉，陈雪峰．ＡｎｓｙｓＷｏｒｋｂｅｎｃｈ设计、仿真与优化［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２０１１．［３］刘鸿文．材料力学［Ｍ］．北京：高等教育出版社，
耳板和墙板应力均已超过材料许用应力，可依据
分析结果进行结构改进。
收稿日期：２０１３— ０７— ３０
《起重运输机械》２０１３（１２）
进步，将为铲斗及其他工程机械零部件和产品提
供重要的技术保证。同时，计算机仿真技术的发
展与应用，为探索机械结构缺陷、预测结构性能、
提高结构设计质量、解决复杂结构存在的问题等，
受力板件，不应存在如此大的应力。在三维建模时，墙板与斗壁板之间的接触均为线与面的重合，
现应力过大现象，由于模型墙板前面与斗壁板接
触为线与面的接触，在分析中存在右上角应力过大现象，应对这部分进行结构改进。
３）分析结果中，铲斗墙板的应力值超过材料的屈服强度，但在实际工作中，铲斗墙板不属于
在网格划分时两个部件之间的接触节点较少，会
提供了便利பைடு நூலகம்的手段。
参考文献
影响结构分析的准确性，因此，在分析时，此处