ZL50型装载机前车架的有限元分析

合集下载

装载机前车架参数化有限元分析技术研究的开题报告

装载机前车架参数化有限元分析技术研究的开题报告一、研究背景和意义装载机是工程机械中的一种重要的设备，在建筑施工、采矿、物流等行业起着重要作用。

但是，装载机作为一种重型机械设备，在工作中常常处于高强度、高载荷、瞬间冲击等恶劣的工作环境中，长期使用容易导致车架疲劳、裂纹等问题，严重影响机器的使用寿命和安全性能。

因此，对装载机前车架进行参数化有限元分析，探究车架在高载荷下的应力分布和变形情况，具有重要的现实意义。

二、研究内容和途径本研究将以某型装载机的前车架为研究对象，采用有限元方法对其进行参数化建模，探究车架在不同负荷下的应力分布和变形情况，并分析其疲劳寿命和安全性能。

主要研究内容包括：1.完成装载机前车架CAD三维建模；2.选择适当的有限元分析软件对车架进行参数化有限元分析；3.对车架在不同载荷下的应力分布、变形情况进行分析；4.基于有限元分析结果，探究前车架的疲劳寿命和安全性能。

三、研究目标和预期成果本研究旨在探究装载机前车架在高载荷下的应力分布和变形情况，进行疲劳寿命和安全性能分析，为装载机的设计和制造提供技术支持和指导。

预期成果包括：1.完成装载机前车架的CAD三维建模，获取前车架的几何尺寸和重要结构参数；2.完成有限元分析，获得前车架在不同载荷下的应力分布和变形情况，并得出其疲劳寿命和安全性能；3.对分析结果进行分析和总结，提出合理的建议和措施，提高装载机前车架的安全性和使用寿命。

四、研究难点和解决途径本研究的难点在于如何完成装载机前车架的参数化建模，如何选择适当的有限元分析方法和软件，并对分析结果进行合理的解释和总结。

解决途径包括：1.借助CAD软件完成装载机前车架的三维建模，利用MATLAB等软件，将车架各个参数进行统一的表示和管理，并与有限元分析软件进行连接；2.针对不同的载荷情况，选择合适的有限元分析方法和算法，对车架进行参数化的有限元分析；3.对分析结果进行合理的解释和总结，针对不同的问题提出相应的解决方案和建议。

ZL50型装载机动臂结构的拓扑优化设计

ZL50型装载机动臂结构的拓扑优化设计随着工程机械的技术不断发展，装载机在建筑、矿山、港口等领域的使用频率越来越高。

为了提高装载机的工作效率和降低能耗，传统的设计方法已经不能满足现代市场需求，需要借助拓扑优化设计来实现更轻量化、更坚固耐用、更高效率的装载机动臂结构设计。

ZL50型装载机是目前市场上广泛使用的一种装载机，其动臂结构在机械设计中起着至关重要的作用。

动臂结构的设计优化将直接影响装载机的性能和使用寿命。

因此，针对ZL50型装载机动臂结构的拓扑优化设计是值得深入研究的课题。

拓扑优化设计是一种结构设计方法，通过改变零件的材料分布和形状来实现结构的最优布局，达到最优性能的设计目标。

通过拓扑优化设计，可以使装载机动臂在保证强度和刚度的前提下，减少结构重量，提高动臂的工作效率和使用寿命。

在进行ZL50型装载机动臂结构的拓扑优化设计时，首先需要建立动臂的有限元模型，采用计算机辅助设计软件对动臂结构进行分析和优化。

在优化设计过程中，可以设置多种约束条件和设计指标，比如最小重量、最大强度、最小振动等。

在动臂结构的拓扑优化设计中，可以考虑以下几个方面：1.材料的选择：选择优质的轻量化材料，如高强度合金钢或碳纤维复合材料，可以有效减少动臂的重量，提高装载机的工作效率。

2.结构的优化：通过优化动臂的结构布局和形状，可以减少应力集中现象，提高动臂的强度和刚度，延长使用寿命。

3.加强关键部位：在动臂结构的拓扑优化设计中，可以对关键部位进行加强设计，提高其承载能力和抗疲劳性能。

4.减少焊接连接：尽量减少动臂结构中的焊接连接，采用更加紧凑的结构设计，可以降低结构疲劳裂纹的风险，提高装载机的安全性。

通过以上的拓扑优化设计，可以使ZL50型装载机动臂结构在保证强度和刚度的前提下，实现更轻量化、更坚固耐用、更高效率的设计目标。

这不仅能提高装载机的工作效率和使用寿命，还能降低装载机的能耗和维护成本，符合现代市场需求和可持续发展的要求。

偏载插入掘起工况装载机前车架计算分析

装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口以及矿山等建设工程的土石方施工机械，在实际使用过程中要面对复杂、恶劣的工作环境。

前车架作为支撑工作装置的基础结构，是连接后车架、前驱动桥和工作装置的机构，是装载机非常关键的部件之一，也是整体结构中的薄弱环节。

其结构强度高低对整机产品可靠性、经济性和市场竞争力会有直接影响。

偏载边插入边掘起工况是装载机在使用过程中较为恶劣的工况之一，该工况下对前车架进行强度计算分析，可以为前车架结构设计与优化改进提供参考数据，进而使产品结构更加合理，性能更加趋于完善。

1　ANSYS Workbench简介ANSYS Workbench作为新一代多物理场协同CAE仿真环境，主要包括以下三个模块，分别为DM－Design Model、几何建模和CAD模型导入模块；基于CAD思想的建模方式有DS－Design Simulation、结构、热和电磁有限元分析模块，集成了经典ANSYS大部分计算功能；DX－Design Xplorer最优化设计模块。

Workbench集成了经典ANSYS很多命令，具有较经典ANSYS更为友好的操作界面，更加适合工程设计人员使用。

2　前车架有限元分析2.1　前车架有限元模型建立由于前车架结构较为复杂，所以有限元模型建立使用三维设计软件，建立装载机前车架实体几何模型。

因模型是按照生产实际情况建立起来的，并未考虑有限元分析对模型的要求，三维设计软件建立的模型不适合直接进行分析计算转化成有限元模型。

根据装载机前车架的结构特点，在保证其力学性能不变前提下，对焊缝、倒角、圆孔、坡口和工艺孔等不影响计算结果特征进行适当简化，生成有限元分析所需模型；然后将简化后的模型导入ANSYS Workbench中，得到适用于有限元分析软件分析的模型，如图1所示。

为便于边界条件施加，模型应保留铲斗与工作装置。

2.2　材料特性参数前车架材料采用的是低合金高强度结构钢Q345A，材料特性参数如表1所示。

基于ANSYS的装载机前车架结构的有限元分析

《装备制造技术》2018年第02期0引言装载机前车架与装配在其上的其余部件形成配合，是工作装置的基础部件，前车架的强度、刚度决定着整个机械的使用性能[1]。

本论文使用有限元分析软件ANSYS 对某装载机前车架作静力分析，获得在各典型工况下的整体应力应变分布情况。

这样就为装载机前车架的设计提供理论支持，达到了缩短设计周期、尽量增加经济效益的目的。

1前车架有限元模型建立在ANSYS 中建立前车架的模型。

如图1所示，选用SOLID45号实体单元，因为该单元用在构造三维固体结构的。

单元用8个节点来定义，每个节点有X ，Y ，Z 方向的3个平移自由度。

前车架结构材料用的是16Mn ，特性参数取为：弹性模量2e5MPa ，泊松比0.27，密度7.854E -6kg/mm 3，摩擦系数0.25.考虑到由于建模的时候模型很复杂，使用了很多很小的线段。

若直接用自由网格划分的方式进行划分会出现许多困难，这里先控制模型局部线段的划分长度，然后再用自由划网格的方法进行网格划分，如图2所示是前车架有限元划网格后的模型，划分单元数299351，节点数88834.前车架这种机构与工作装置、前车桥和后车架相连接，如图3所示是装载机整车图。

为了分析的方便，本文将用于连接前车架与后车架E ，F 点的销子固定起来；固定住前车架与车桥，并限制住车桥下棱线两头节点沿Y 向的平动自由度。

基于A N S Y S 的装载机前车架结构的有限元分析潘芳秦，王虎奇，王健（广西科技大学机械工程学院，广西柳州545006）摘要：装载机是经常应用于各工程中的一种施工机器。

前车架与前车桥、工作装置和后车架相连接，是装载机的重要机构，也是它的重要部件。

其设计的高明程度对前车架的性能产生很大的影响，决定着整个装载机的使用效果。

用有限元的方法对装载机作结构分析，得到各种工况下前车架的应力和变形分布云图和结果，为优化设计提供必要的数据支持。

所以，装载机的设计过程中对前车架作分析是极其重要的一个步骤。

ZL50装载机总体及工作装置设计(铲斗)论文

摘要Zl50装载机是我国轮式装载机系列中的中型产品，该机是一种较大型的以装卸散状物料为主的工程机械，广泛应用于矿山,基建,道路修筑,港口,货场,煤场等地进行装载,推土,铲挖,起重,牵引等作业。

Zl50装载机属于ZL系列，采用轮式行走系，液力机械传动系，交接时车架，工作装置采用液压操纵，所以该机具有机动性好,转向灵活,生产率高,操纵轻便等优点，另外，该机后桥布置为摆动桥，增加了整机的稳定性，所以该机安全性好。

Zl50装载机采用液力变矩器,动力换挡变速箱,四轮驱动,液压转向,嵌盘式制动器,铰接式车架的先进机构，具有牵引力大,操作方便,转弯半径小,作业效率高等优点。

设计步骤简单如下：1.对装载机的总体进行分析，确定总体参数；2.牵引计算，确定出各档及各档传动比；3.对装载机进行整体布置，并绘出总体布置图；4.工作装置的设计为重点，采用相似设计，以ZL20轮式装载机的铲斗为参考斗进行新的铲斗参数设计及选型；采用图解设计法对动臂,斗四连杆机构,斗油缸四连杆机构尺寸进行了优化设计，并着重对铲斗进行设计，其中包括铲斗外形尺寸,确定在装载机上的位置,强度验算。

关键词:轮式装载机,工作装置设计,铲斗设计AbstractThe loader ZL50 iswheel type and it is much bigger among the series made in our country.It is suitable for loading discharging materials and it applies for mine,capital conduction,road builing ,port,field,coalfield and carries loading ,pushing dust ,diging rising weight.The loader ZL50 is ZL series.It adopts whell type system, liquid engine driving system,ream meet vehcle type, working set of hydraulic pressure contolling.So it has good flexibility, turn agility high productivity,controlling handiness ets. Its back bridge ,so increases the stability of whole machine,and it has a good security.Being quipped with advanced devices such as hydraulic torque conventer power shift gearbox four wheel driving,hydraulic chuck disk break and artallated frame .So the loader model ZL50 is featured with high pulling capacity,small turning radius.all of which make it possible for easy operation.thus resulting in the high efficiency of our product .In my design,I adopt counter shaft power shi ft transmission’s construction is simple and maincenance is easy .the transmission has two forward and one reverse gear ,it can provide three speeds.KEY WORDS: the round type load machine, design of the work part, shovel design.目录第一章、前言 (1)第二章、总体设计 (3)2.1概述 (3)2.2选择确定总体参数 (3)2.3装载机底盘部件形式选择 (14)第三章、牵引计算 (24)3.1柴油机与编剧企联合工作特性 (24)3.2确定各档位和各档传动比 (32)3.3运输工况的牵引特性曲线 (36)3.4求出格挡最高车速分析该车的牵引特性 (40)第四章、工作装置设计 (42)4.1设计要求 (42)4.2铲斗的设计 (42)4.3动臂设计 (45)4.4连杆机构设计 (46)4.5动臂油缸铰点位置的确定 (51)4.6动臂强度验算 (51)第五章、工作装置液压系统设计 (62)5.1设计要求 (62)5.2液压系统选择 (62)5.3液压泵系统的选择 (63)5.4液压系统压力 (63)5.5控制元件的形式和操纵 (64)5.7油泵的选择 (70)第六章、总体布置 (74)6.1概述 (74)6.2估计各部件的重量，确定各部件位置 (74)6.3求出平衡重 (78)6.4进行桥荷的分配 (79)6.5验算轮胎载荷 (81)第七章、毕业设计小结 (82)参考文献 (83)附：英文翻译原文英文翻译毕业实习报告。

装载机用万向传动轴有限元分析及结构改进

装载机用万向传动轴有限元分析及结构改进一、引言随着工程机械的不断发展，装载机作为重要的土方机械之一，在建筑、水利、公路等领域都有着广泛的应用。

而在装载机的传动系统中，万向传动轴是起到非常重要作用的零部件之一。

由于工作环境的恶劣和频繁的工作负载，传动轴往往会出现断裂、变形等问题，直接影响机械的正常工作。

对装载机用万向传动轴进行有限元分析，并进行结构改进，是十分必要的。

二、传动轴的结构和工作原理万向传动轴是一种用于传递扭矩的重要部件，它可以在不同角度下传递动力，并且能够起到减震和保护其他传动部件的作用。

在装载机中，传动轴连接了发动机和驱动桥之间的传动系统，承担着扭矩传递和减震的任务。

传动轴通常由连接杆、万向节、中心轴和外壳等部件组成。

在安装和调整过程中，需要注意传动轴的同轴度和平行度，以保证整体传动系统的稳定性和平衡性。

传动轴的工作原理是通过传递发动机输出的动力，驱动驱动桥上的轮胎转动，从而实现装载机的行驶和作业。

在恶劣环境下的长时间工作，传动轴承受着巨大的扭矩和冲击力，因此传动轴的结构设计和材料选用至关重要。

三、传动轴的有限元分析为了解装载机用万向传动轴在工作中受力情况，需要进行有限元分析来模拟和评估传动轴的强度和刚度。

有限元分析是一种数值计算方法，能够模拟复杂结构的受力情况，并预测零部件的受力分布情况，帮助设计师和工程师改进结构和材料选用。

在有限元分析中，首先需要建立传动轴的三维模型，然后对模型进行网格划分和边界条件的设定。

通过施加不同工况下的载荷和扭矩，并进行模拟仿真，得到传动轴在受力下的应力和变形情况。

根据仿真结果，可以评估传动轴的强度和刚度，找出可能存在的问题和改进方向。

通过有限元分析，可以发现传动轴的受力状况，如受压、受拉、受弯等情况，并且能够提供制定改进方案的依据。

四、传动轴结构改进根据有限元分析的结果，可以针对传动轴的结构进行改进，以提高传动轴的强度和耐用性。

1. 材料选用：在改进传动轴的结构上，首先需要考虑材料的选择。

基于有限元分析的装载机铲斗结构优化

ｒａｏａｌｎａｇｔｎｔｕｔｒｌｄｓｇＩａｔｕａ，ＤｏｉｄｌｉｐｌｄｕｉｇＰ０ｅｓｎｂｅａｄｔｒｅｉｇｓｒｃｕａｅｉｎ．ｎｐｒｉｌｒａ３ｓｌｍｏｅｓａｐｉｓｎｒ／ｃｄｅ
中图分类号：Ｈ２３１Ｔ４．文献标识码：Ａ文章编号：６２５１２１）１０８— ５１７ —５８（０１０ —０６０
ＦＥＡ－ｎａｂｅｔｕｃｕｒｐｔｍｉａｔｏｏｏｅｕｃｔｅｌｄｓｒｔａｌｏｉｚｉｎｎｌａｄｒｂｋｅｓ
ＺＨＯＮＧＬ．ｉｇｉｐｎ
（ｌｅｏｃｔｎｌＴｅｈｏｏｅ，ｈｎａｇ１０４Ｃｈｎ）ＣｏｌｆＶｏａｉａｃｎｌｇＳｅｙｎ１０５，ｉａｇｏ
ＡｂｔａｔＤｕｔｔｅｈｐａｄｔｕｔｒｌｏｌｘｔｅｏｌａｅｂｃｅｓｈｔａｉｉｎｌｅｉｎｓｒｃ：ｅｏｈｓａｅｎｓｒｃｕａｃｍｐｅｉｉｓｆｏｄｒｕｋｔ，ｔｅｒｄｔｏａｄｓｇｍｅｈｄｌｇｅｎａａｏｉａｘｒｅｃｓｃｎｈｒｌｅｕｅｏｆｅｔｅｓｒｓｉｔｉｕｉｎｃｌｕａｉｎａｄｔｏｏｏｉｓｏｎｌｇｃｌｐｉｎｅａａｄｙｂｓｄｆｒｅｆｃｉｔｅｓｄｓｒｂｔｃｌｔｏｎｅｅｖｏａ
摘要：装载机铲斗的形状、结构复杂，传统的类比经验设计方法难以计算应力分布，结构设计不尽合理，在很存

ZL30装载机前车架静力学有限元分析

ZL30装载机前车架静力学有限元分析刘丽娟;王占英;梁建明;刘春东;王少雷;耿明超【摘要】The frame of a fuel tanker is studied. The parameter of the frame is defined by ANSYS. The static analysis of the frame includes the situation of bending, torsion, barking and swerve provide theoretical support for the automobile design of security and energy saving.%以车装载机前车架为研究对象,利用ANSYS软件对装载机前车架模型进行参数定义,对装载机前车架进行了满载工况、满载偏斜工况的静态分析,为装载机安全与节能设计提供了理论支持.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2017(000)007【总页数】2页(P34-35)【关键词】有限元;ANSYS;静态分析【作者】刘丽娟;王占英;梁建明;刘春东;王少雷;耿明超【作者单位】河北建筑工程学院机械工程学院,河北张家口,075000;河北建筑工程学院机械工程学院,河北张家口,075000;河北建筑工程学院机械工程学院,河北张家口,075000;河北建筑工程学院机械工程学院,河北张家口,075000;河北建筑工程学院机械工程学院,河北张家口,075000;河北建筑工程学院机械工程学院,河北张家口,075000【正文语种】中文轮式装载机是一种用途较广的工程机械，主要对散料进行铲装，通常是在露天矿山或工程建设工地作业，工作环境恶劣、复杂，在作业过程中结构件容易发生破坏失效。

前车架作为装载机支撑工作装置的基础件，其铰接点的布局是否合理，会影响到工作装置的工作性能。

在作业过程中前车架会承受工作装置传来的载荷，在颠簸的路面行驶或者作业时，还会受到剧烈的冲击载荷,容易发生破坏失效。

ZL40ZL50装载机车架铰接的改进技术

ZL40ZL50装载机车架铰接的改进技术1 问题的提出临沂工程机械股份有限公司生产的ZL40/ZL50轮式装载机前后车架采用铰接结构（参见图1）。

其上，上铰接部位的结构区别是：上铰接部位（轴向）为浮动定位，下铰接部位（轴向）通过间隔套进行定位。

由于装载机工作时下铰接销受力大、润滑条件差，加之受后车架铰接孔端面的精度的影响而损坏。

为此，我们进行了改进。

2 原铰接结构的缺陷（1）后车架在T612镗床上进行镗床孔加工时，因受设备加工条件的限制，φ端面在孔的径向上要分2—3次进刀（每次时刀是通过手工调节来完成的），由于镗杆伸出量较长，基本建设削力较大以及手工进刀误差等因素的影响，导致加工后的端央不同矢口否认革成锥形面。

如图2所示。

这样两端面的厚度尺寸40°-0.1就不一定能得以完全保证，因而装配时，就会出现兰定位面与关节轴承外圈之间出现间隙。

另外圈之间出现间隙。

另外若两端面厚度尺寸超出公差上限，则会出现关节轴承外圈与法兰端面之间存在间隙，无论哪一种间隙的存在都会使关节轴承的受力状态发生变化，影响关节轴承的寿命，严重者会寻致关节轴承的碎裂，尤其装载机在工作状态下会导致后车架整体轴向窜动，从而改变铰接销的受力状态，加速铰接销的磨损。

（2）下铰拭妆销的轴向定位是通过垫板7与螺栓9联接实现的经过长时间使用验证这种定位不很可靠，由于装载机的工作环境比较恶劣，尤其是在超负荷工作状态下，铰接销不仅承受较大的径向力，而且还会承受一定的轴向力和剪切力，这样很容易引起螺栓的松动，导致轴向定位失效。

3 改进改进后的铰接结构如图3所示，它主要从以下三方面进行了改进。

（1）改变了关节轴承的定位方式。

将法兰3通过螺栓11与车架上上铰接板固定联接，联接板6与后车架的下面因刮面尺寸不易保证而出现后车架与关接轴承之间相对上下窜动现象的发生，消除了关节轴承外圈与法兰羰面之间的间隙。

（2）将匀接销加长，下端加工成螺纹相应配制开槽蚴母8，将开槽螺母拧紧后，再用开口销9固定防松，这样就避免了原结构因螺栓松动引起铰接销的轴向窜动而造成关节轴承的碎裂和交接销折断等故障的发生。

装载机用万向传动轴有限元分析及结构改进

装载机用万向传动轴有限元分析及结构改进一、引言装载机是一种常见的工程机械设备，其用于装载和搬运材料，广泛应用于建筑工程和农业生产领域。

装载机的动力传动系统是实现机械装载和搬运功能的关键部件，而传统的万向传动轴是装载机动力传动系统的重要组成部分之一。

为了提高装载机的传动效率和使用寿命，需要对装载机用万向传动轴进行有限元分析，以及通过对其结构进行改进，提高其性能和寿命。

二、装载机用万向传动轴的有限元分析1. 有限元分析概述有限元分析是一种工程结构设计和分析的重要方法，通过数值计算的方式对结构进行模拟和分析，可以获得结构的受力情况、变形情况和疲劳寿命等重要参数。

对装载机用万向传动轴进行有限元分析，可以全面了解其受力情况和疲劳寿命，为结构改进提供科学依据。

2. 有限元分析步骤（1）建立有限元模型：首先需要对装载机用万向传动轴进行几何建模，将其转换为有限元模型，包括网格划分、节点处理等操作。

（2）施加载荷和约束：根据实际工作条件和载荷情况，对模型施加合适的载荷和约束条件。

（3）进行数值计算：通过有限元分析软件对模型进行数值计算，得到其受力情况、变形情况和疲劳寿命等参数。

（4）分析结果评价：根据得到的分析结果进行评价，找出结构的受力集中部位和薄弱环节，为结构改进提供依据。

3. 有限元分析结果通过对装载机用万向传动轴进行有限元分析，可以发现其在受力集中区域存在应力集中和变形过大的情况，同时在长期高强度工作条件下存在疲劳寿命不足的问题。

这些问题严重影响了传动效率和使用寿命，需要进行结构改进。

三、装载机用万向传动轴结构改进1. 结构改进方向（1）提高材料强度：可以采用高强度材料替代传统材料，提高其材料的强度和硬度，减轻其自重和提高其承载能力。

（2）优化结构设计：通过优化结构设计，增加结构刚度和抗拉强度，改变传统结构形式，提高其受力均衡和耐疲劳性能。

（3）优化制造工艺：优化制造工艺，降低结构表面粗糙度和内部缺陷，提高其表面耐磨性和内部强度。

车架纵梁简化模型有限元分析的操作步骤

车架纵梁简化模型有限元分析的操作步骤1.静力分析1.1一维模型的静力分析1、选择分析类型在Toolbox—Analysis Systems中双击2、前处理（1）定义材料属性在弹出的分析项目窗口中双击并在弹出的窗口中Outline Filter—General Materials，在Outline of General Materials添加Structural Steel—Engineering Data，对Structural Steel的密度，杨氏模量和泊松比进行更改编辑。

然后回到主界面的项目管理窗口。

（2）建模1）在Sketching中的XZ平面上建一条直线草图，长度为1800mm，然后将直线划分为5段，长度依次为400mm，100mm，800mm，100mm，500mm。

2）然后点击中的Lines From Sketches，然后选草图，点击Apply，再点击生成线体。

3）定义梁的截面形状，输入梁截面的长宽尺寸。

（3）划分网格1)点击进入Mechanical模块。

2)通过输入element size为10mm来划分网格，如右图所示。

3)最后点击Generat Mesh完成网格划分。

（4）施加载荷和边界条件1）点击添加重力，然后再输入重力加速度的大小，指明重力方向，如。

2）在梁上第二个和第三个分割点处分别添加集中力，大小为1000N，方向向下，如。

3）分别在梁的第二、第三、第四段线上添加Line Pressure，大小皆为2N/mm，方向向下，如。

4）添加边界条件：在梁的左边添加，设置为5）在梁的左边添加，设置为3、选择需要查看的结果（1）总位移：-- --（2）查看最大弯曲应力：点击。

（3）查看约束反力：点击中的，然后在中选择需要查看约束反力的作用点（如Remote Displacement）。

4、求解点击求解5、后处理依次查看并分析结果。

1.2二维模型的静力分析1.选择分析类型在Toolbox—Analysis Systems中双击2.前处理（1）定义材料属性在弹出的分析项目窗口中双击并在弹出的窗口中Outline Filter—General Materials，在Outline of General Materials添加Structural Steel—Engineering Data，对Structural Steel的密度，杨氏模量和泊松比进行更改编辑。

装载机车架受力有限元分析

Ａｂｔａｔ：ｅｆｒｅｃｎｉｉｎｆｆａｔｕｃｕｅｏｒｃｅｏｄｒａｅｃｍｐｉａｅｓｒｃＴｈｏｃｏｄｔｏｓｏｍｅｓｒｔｒｆｔａｋｄｌａｅｒｏｌｃｔｄ：ｔｅｅｏｅｉｒｈｒｆｒｔｉｅｙｄｍｃｌｏｃｅｋｉｓｓｒｎｔｎｄｓｇＳｖｒｉｕｔｔｈｃｔｔｅｇｈｉｅｉｎ．Ｉｈｓａｔｃｅ．ｔｅｆｒｅｃｎｉｉｎｆｔｅｌａｒｎｔｉｒｉｌｈｏｃｏｄｔｓｏｈｏｄｅｏｆａｒｎｌｚｄｗｉｈｈｏｙｏｌｓｉｉｎｎｔｌｍｅｔｈｃａｃｌｍｏｌｏｈｒｍｅａｅａａｙｅｔｔｅｔｅｒｆｅａｔｃｔａｄｆｉｅｅｎ．ｔｅｍｅｈｎｉａｄｅｆｔｅｈｙｉｅｆａｓｂｉｔｎｈｒｍｅｉｅａｄｄａｐｃｇｄｆａ．Ｆｕｈｒｒｒｍｅｉｕｌ，ａｄｔｅｆａｓｒｇｒｅｓａｓａｅｒｉｒｍｅｉｔｒｅｍｏｅ，ｓｖｒｌｔｐｃｌｅｅａｙｉａｗｏｋｎｏｄｔｎｒｅｅｔｄａｈｅｃｌｕａｉｎｃｎｔｏｆｔｅｆｎｔｌｍｅｔａａｙｉｒｉｇｃｎｉｉｓａｅｓｌｃｅｓｔａｃｌｔｏｏｄｉｎｓｏｈｉｅｅｅｎｎｌｓｓ，ａｄｏｉｉｎｔｅｈａｃｌｔｏｔｏｆｔｅｆａｔｅｇｈｉｂａｎｄ．ｈｎｔｅｃｌｕａｉｎｍｅｈｄｏｈｒｍｅｓｒｎｔＳｏｔｉｅＫｅｒｙｗｏｄｓ：ｏｄｒｉｇｄｔｔｘ；ｆａｌａｅ；ｒｉｉｍａｒｙｉｒｍｅ；ｆｎｔｌｍｅｔｉｉｅｅｅｎ

轮式装载机前车架的有限元分析与结构优化

轮式装载机前车架的有限元分析与结构优化蔡应强;陈清林;丁旭光【摘要】Taking ZL50 loader as the research object,3D model was created by the Pro/E software.By importing the model to the ABAQUS software,the finite element model was established.Based on the dynamic finite element analysis of the loading-time course,the stress distribution graph of the front frame under typical working conditions was obtained. The results show that the local structural stress peak was too large and stress concentration points were too many under lifting and unloading working conditions.Increasing the reinforcing rib and the transition fillet at the stress concentration points,and optimizing the thickness of the reinforcing rib,the stress status of the front frame was obviously improved. The stress concentration phenomenon was eliminated.The safety coefficient was improved about 200%.%以某 ZL50装载机前车架为研究对象，利用 Pro／E 软件建立三维实体模型，导入 ABAQUS 软件建立有限元模型。

装载机工作机构设计有限元分析

装载机工作机构设计有限元分析摘要:在煤矿巷道施工机械领域采用液压扒斗式装载机技术,可以加快施工速度、降低工人的劳动强度,而且在巷道、隧道、水电涵洞等施工方面具有广阔的应用前景。

本文采用现代设计理论和方法对新型液压装载机工作装置进行设计研究,以期能研制出满足煤矿需求的产品,提高巷道施工掘进的机械化程度。

本文研究重点为工作机构有限元分析。

关键词:工作机构运动分析有限元析1 研究背景随着新技术不断出现,自20世纪末期以来,煤矿采掘技术与装备迅速发展并得以推广。

先进采煤国家积极应用先进的机电一体化和矿井生产过程自动化控制及自动化技术,研制开发了高生产能力、高性能的开采技术装备,还广泛应用新技术实现了矿井的高产高效和集约化生产。

从总体上看我国的煤矿建井技术已进入先进国家行列。

其中,井巷施工中,斜井、立井施工的机械化配套施工工艺和冻结、注浆等各类特殊凿井技术均达到世界先进水平,基本具备了在国际市场竞争的能力,唯独巷道施工尤其是岩巷施工在机械化水平、施工工艺、施工速度上都明显落后于采煤技术先进国家[1]。

目前,机掘法和钻爆法是岩巷掘进的两种主要工艺[2]。

机掘法就是使用全断面岩石掘进机进行巷道开拓的方法,可以经济切割普氏系数低于f7的巷道岩石。

钻爆法是先在工作面钻出炮眼,在炮眼内装入炸药进行爆破,实现破岩的一种方法[3]。

发达国家采用机掘法进行岩石巷道施工的数量在掘进中所占比例较高,可以达到30％～40％。

但由于受技术发展水平和经济因素的制约,钻爆法将仍是我国煤矿岩巷掘进的主要方法[4]。

本课题研究的目的:本论文在前人大量研究工作的基础上,提出了在煤矿巷道和隧道掘进中发展以扒斗式装载机和全液压钻车相配套的岩巷机械化作业线的必要性。

并在新式岩巷施工设备—扒斗式装载机的工作机构设计中,引入了三维设计方式和有限元分析方式,改变了传统的经验设计的模式,使设计更加直观可靠,可以对其进行运动学分析、强度分析、模态分析和干涉检验。

装载机车架有限元分析

装载机车架有限元分析刘丽娟;王少雷;任玉灿;马轶群【摘要】文章主要是在CATIA软件的基础上,利用零件设计模块对装载机车架进行建模,然后利用ANSYS软件的有限元分析功能对车架的进行分析,得到车架的应力分布云图,发现其结构薄弱点和材料过厚的位置,对车架的生产制造有一定的指导意义.【期刊名称】《南方农机》【年(卷),期】2019(050)006【总页数】1页(P109)【关键词】装载机车架;有限元;分析【作者】刘丽娟;王少雷;任玉灿;马轶群【作者单位】河北建筑工程学院机械工程学院,河北张家口 075000;河北建筑工程学院机械工程学院,河北张家口 075000;河北建筑工程学院机械工程学院,河北张家口 075000;河北建筑工程学院机械工程学院,河北张家口 075000【正文语种】中文【中图分类】TH243轮式装载机是一种用途广泛的工程机械，主要用于铲装散装物料，通常在露天矿或工程施工现场使用。

露天矿或工程施工现场的工作条件差，结构复杂，机械容易在运行过程中出现故障损坏。

作为装载机支撑工作装置的基础部件，车架是否具有合理的布局会影响工作装置的工作性能。

在操作过程中，车架将承受来自工作装置的负载。

在崎岖不平的道路上行驶或作业时，也会承受剧烈的冲击载荷，容易造成损坏和失效。

因此，在设计之初就对车架进行强度分析是非常重要的[1]。

1 车架建模如图1所示。

图1 车架图2 车架的有限元分析1）打开ANSYS软件，点击File→Import→Catia V5，弹出对话框选择保存的Catia车架模型文件，将其导入Ansys中。

2）对导入的车架进行单元定义，选择SOLID45单元即可，对车架进行材料定义，定义相关数据。

3）利用ANSYS智能网格划分方法对车架进行网格划分[2]。

4）对车架添加约束，对车架底部的四个顶点进行点的约束，并选择UZ面固定，约束所有位移，如图2所示。

5）约束完力后对车架施加载荷力，对车架的中间横梁及四周横梁进行载荷力的施加，加17500N的载荷，如图3所示[3]。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

单元总数８４４．点总数１５１。２２节９６３
２边界条件
图２简化车桥与车架组合模型
前车架下面与前车桥相连．后面与后车架相连，前车桥与后车架的刚度都会对前车架的变形
１３铰销连接模型．
性参数如表１示。所
工况
载荷／ｋＮ来自约束ＥＦＧ
由于模型比较复杂，不宜直接使用自由网格划分，因此应控制单元的尺寸．以确保划分出来的
网格较规则。利于以后的有限元分析。模型整有本体单元尺寸取为１ｍｍ，部尺寸（各个铰接座７局如处、车架与车桥连接处等）制为１ｒｍ，比较前控０ａ将
前车架结构的受力点Ａ１Ａ、、、２都是、２ＢＣ１Ｃ
铰销连接结构．如果在分析中将承载支座处理为分离或刚性连接．不能真实反映实际情况。了都为反映真实的情况．本文将这几处的载荷处理为轴承载荷．这样就真实反映了这种铰销连接结构的
Ｋｅｗｏｄ：ｏｃｒｆｏｔｒｍｅｆｔｕｎｌｓｓｆｉｌｍｅｔｙｒｓＩａ｝；ｒｎａ；ａｉｅａａｙｉ；ｎｔｅｅｎｅｆｇｉｅ
０引言
装载机是一种用途较广的工程机械，对加快
格划分做准备。前车架的结构尺寸根据ＣＤ图纸Ａ
摘要：介绍了基于ＣＥ技术对ＺＳＡＬ０型装载机前车架进行结构分析与可靠性设计的思路：应用ＰＯＥ软件建Ｒ／立简化的ＣＤ前车架模型，型导入ＡＳＳｗｒｂｎｈ中，Ａ将模ＮＹｏｋｅｃ得到装载机前车架的有限元模型，在该软件界面下添加边界条件并划分网格，考虑装载机实Ｉｘ作状况，￣－．选取合适工况，通过对有限元模型进行静态分析，找出应力集中点和容易产生疲劳失效的部位。
车架是整机强度、刚度设计的关键部件之一，故其
设计水平直接影响装载机性能的好坏，进而影响整机的性能如强度、刚度、可靠性和经济性指标等。因此装载机设计中前车架的疲劳分析具有重要的工程实际意义。
ｂｎｈ中。到前车架的有限元模型，图１示。ｅｃ得如所
１前车架有限元模型
１１前车架模型．
图１前车架有限元模型
Ｚ＿０型装载机的前车架主要由薄壁型钢板焊Ｉ５接制成，采用板壳单元来对前车架进行建模，故所以利用抽取中面的方法来代替实体，然后再根据实际几何尺寸定义各个板厚，更好地为后面的网
收稿日期：０ｌｏ一５２１－２ｌ作者简介：宗玉，，师、师，东水利职业学院教师，在李男讲技山现山东理工大学交通与车辆工程学院攻读工程硕士。
一
１２车桥支撑简化模型＿
前车架底部与前车桥连接，牵引力和地面支
２Ｓａｄｎｔｒｏｔｈｉ，ｉａ７８６Ｃｉ）．ｈｎｏｇＷａｅＰｌｅｎｃＲｚｏ６２，ｈｎｙｃｈ２ａ
ＡｂｔａｔｈｄａｆｒｓｒｃｕｅａａｙｉａｄｒｌｂｌｙｄｓｇｆＭｏｅＬ０ｌａｅｒｎａａｅｎＣｅｈｉｕａｓｒｃ：ＴｅｉｅｏｔｔｒｎｌｓｓｎｅｉｉｔｅｉｎｏｄｌＺＳｏｄｒｆｔｍｅｂｓｄＯＡＥｔｃｎｑｅｗｓｕａｉｏｆｌ
ｄｉ１．６／．ｎ１７ — １２００．０ｏ：０３９ｊｓ．３３４．１．０６９ｉ６ｓ２１５
Ｚ５Ｌ０型装载机前车架的有限元分析
李宗玉Ｉ．沛林Ｉ石２
（．理工大学交通与车辆工程学院，１山东山东淄博２５９；．水利职业学院，东日照２６２）５０１２山东山７８６
受力情况。
与应力带来影响。本项目仅对前车架单独进行分析，必然会带来一定误差。为尽可能反映实际情况
以减少计算误差．本文将前车架与相邻结构的连接处理为：将前车架与后车架的连接点Ｅ、Ｆ的销子固支起来，上下两铰接处的Ａ由度完全约束；将
ｉｔｄｃｄｓｂｉｈｓｍｐｉｅＤｆｎａｄｌｗｔＲＯ／ｏｔａｅｎｕｈｄｌｉｔＮＳｏｋｅｃ，ｇｔｔｅｎｒｕｅ：ｅｔｌｉｌｄＣＡｒｔｍｅｍｏａｉＰｏａｓｉｆｏｆｌｈＥｓｆｒ，ｉｐｔｔｅｍｏｅｎｏＡＹＳｗｒｂｎｈｅｈｗｉｔｅｅｎｆｉｌｍｅｔｄｌｆｈｏｄｒｆｎａ，ａｄｂｕｄｒｏｄｔｎｎｅｅｓｆｒｎｅｆｃｎｅｅａｅｇｉｓｏｓｅｎｅｍｏｅｅｌａｅｏｔｒｍｅｄｏｎａｙｃｎｉｏｓｕｄｒｈｏｔｅｉｔｒｅａｄｇｎｒｔｒｄ，ｃｎｉｒｏｔｒｆｉｔｗａａｄ
２１年第５期０１
农业装备与车辆工程
ＡＲＣＬＵＡＱＩＭＮＧＩＵＴＲＬＥＵＰＥＴ＆ＶＨＩＬＮＩＥＲＮＥＣＥＥＧＮＥＩＧ
Ｎｏ５０ｌ．２ｌ
（总第２８３期）
（ｏｌ３）Ｔｔｌ２８ａｙ
小的面进行虚拓扑处理合为较大的面，将控制选项设置为最优．网格检验设置为严格，以使网格划
Ｙ方向ｌｇ的重力加速度
ＦＹ
１０３１８３
．
节点
Ａｌ
自由自由下母
－３０６度全度全线６．４２最大Ａ４７４２－３０６部约部约Ｔ、．，８．６．５４ｚＸ牵引力Ｂ７．ｌ３６６４６３束束向移．９偏载Ｃ — ７．４６．９１４２１９０７０动自
ＬｉＺｏｇｕ一，ＳｈｉｉｎｙｉＰｅｌｎ
（．ｃｏｌｆｒｎｐｒｔｎａｄＶｈｃｎｉｅｒｇＳａｄｎｎｖｒｔｏＴｃｎｌｇ，ｉ５０１Ｃｉａ１ＳｈｏｏＴａｓｏｔｉｎｅｉｅＥｇｅｎ，ｈｎｏｇＵｉｓｙｆｅｈｏｏｙＺｂ２５９，ｈ；ａｏｌｎｉｅｉｏｎ
关键词：载机；车架；劳分析；限元装前疲有
中图分类号：Ｈ２３Ｔ４文献标识码：Ａ文章编号：６３３４（ｌ）５０２－５１７ — １２２１ —０００Ｏ０
ＦｉｉｅＥｌｍｅｎｔｅｎｔＡｎａｙｉｎｈｅＦｒｎａｌｆＭｏｅｌｓｓｏｔｏｔＦｒｎｅ０ｄｌＺＬ５ａｄｒ０Ｌｏｅ
表１前车架的材料特性参数表
３载荷施加
三种不同工况下前车架所承受的所有载荷和
约束如表２所示．其中ＴＺ表示绕ｚ轴的转动自由
度．在确定载荷的时候要考虑到重力，施加一Ｙ方向
表２三种工况下前车架有限元分析时承受的载荷和约束
李宗玉等：Ｌ０型装载机前车架的有限元分析Ｚ５
分更好，然后再进行划分。网格划分后要检验其单元质量，主要考察前车架上面单元的大小、形状，以及是否出现扭曲等现象，如果单元的质量不好，会影响有限元计算的准确性，甚至会造成计算时不收敛。车架有限元网格模型如图３所示，前划分
节点Ａ１大Ａ．最，崛起力曰偏载Ｃ，ｃ１
一
自由自由下母
２１５．２２１５．２ — ｏ．度全全ｌ４６６度线 — ０．部约约ｒＸ５２７６部ｒ７
、
３３５１．ｌ．９束束向移４８１６－０＿８ｌ８１２４７３５．７动自 — ０．ｌ８１２４７３８５．７由
撑力通过前车桥传递给前车架。由于前车桥模型复杂并且本项目主要分析前车架．因此对前车桥
采用简化模型。车架在实际中绕车桥的轴心转动。
故将车桥简化为一个棱柱，棱柱下母线在车桥轴心上，则组合模型如图２所示。
２一０
首先以面的形式在ＰＯＥ软件中对前车架进行Ｒ／三维建模，将建立的三维模型导人ＡＳＳｗｒ．ＮＹｏｋ