矿用自卸车车架强度有限元分析.pdf.pdf

囊铺避购镌每、、|。'程_|.rt哦训嚼确矿用自卸车车架强度有限元分析王军,马若丁,王继新,杨芙蓉,闫振华(;)/。。’。。。。。’。’’。。。。。‘‘’。。‘’。’。、.;摘要:应用三维造型软件建立了某矿用自卸车车架实体几何模型,给出了车架应力分析时;:的模型简化方法。根据自卸车整车的装配关系和车架的受力特点确定了车架强度有限元分析的?i边界条件,在此基础上建立了包括A形架、横拉杆、前桥、后桥和油气悬挂在内的整车有限元模i;型。依据矿用自卸车的典型受力选取满载静止、启动、制动和举升作业作为分析工况,应用;!ANSYS软件求解得到各工况下车架的应力大小和应力分布规律。结果表明:车架在满载弯扭组?i合工况下应力最大,;启动工况应力最小,。il、关键词:矿用自卸车;车架;应力分析;有限元矿用自卸车结构复杂,使用条件恶劣,车架是其关键部件,在装载、运输和卸载中承受主要的载荷。车架的可靠性不仅关系到整车能否正常行驶,而且还关系到整车的安全性。因此对车架进行深入的结构分析在矿用自卸车设计中显得十分重要。本文针对矿用自卸车车架开发过程中的强度计算问题,讨论车架有限元网格划分方法、边界条件确定方法,并对典型工况下的车架进行应力分析。。模型要能反映危险部位对车架应力的影响,因此有限元模型要尽量保留原实体结构的细节。但为减少有限元模型节点数量、避免不必要的浪费,需要对非危险部位的细节进行结构简化。简化方法:a)略去不必要的圆角;b)以倒斜角取代倒圆角;c)略去工艺结构;d)略去不重要区域的小孔及小尺寸细节结构;e1简化非危险区的小尺寸细节结构。简化后的车架几何模型如图1所示。,选取单元Solid45、Shell63进行网格划分,其中圈梁处和尾梁处的铸件采用Solid45单元,其余几何模型采用Shell63单元进行网格划分,划分完成的车架整体网格如图2所示。图1简化后车架几何模型图2边界条件处理由于矿用自卸车整车结构复杂,车架的边界条件很难简化为简单的约束,因此,应建立与车架相连并对车架约束起主要作用的部件的有限元模型,这些部件包括对车架纵向受力起主要作用的A形架、对车架侧向受力起主要作用的横拉杆、对车架起支撑作用的前后桥及其轮胎。施加约束及载荷后整体车架模型如图3所示。作者简介:王军(1964一),男,吉林大学机械科学与工程学院讲师,研究方向为机械现代设计方法。29—1l髓t|andRe蝴_工程讯竞卷媳毒、、,它可将地面给后桥的纵向推力或者制动力传递到车架扭力横梁上。这里采用Beam188梁单元建立A形架有限元模型,即可较准确地模拟纵向力的传递过程。A形架与车架之间通过球铰联结,所以此处采用耦合3个平动自由度的方法实现A形架与车架扭力横梁座之间的连接,如图4所示。(耦合3个平动自由度),当车辆转弯或者路面倾斜时,横