收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

装载机工作装置的动力学仿真与有限元分析

李凯  
【摘要】:装载机工作装置的强度、刚度等是直接影响整机产品使用可靠性及寿命等性能的重要因素,故其结构设计便成为装载机整体设计的重要内容之一。本文以某装载机机型的工作装置为例,对其进行了运动、动力仿真与有限元分析研究,找出了工作装置在最大受力情况,即偏心加载方式、地面铲掘工况下的危险应力集中分布区域,并以此作为理论依据,对工作装置进行了结构形式改进,从而得到了更加可靠、完善的结构设计方案。 (1)通过三维造型软件Pro/ENGINEER对装载机工作装置进行了数字化建模并装配,制作并导出了装配动画。 (2)对装载机工作装置进行了作业工况、外载荷分析与计算,得到对称加载方式时插入阻力245391.81N,铲掘阻力361464.88N;偏心加载方式时插入阻力101039.57N,铲掘阻力148838.48N。采用ADAMS仿真软件建立了工作装置的虚拟样机模型,进而进行了各个作业步骤的运动、动力学仿真与分析,并导出了运动、动力学仿真动画。结果显示:铲斗在第5秒后的工作过程中,工作装置的转斗油缸掘起力总大于举升油缸掘起力,不会发生倾翻;在偏心外载荷工况下,工作装置构件系统所受的力值较大;在地面铲掘工况下,各铰点所受的力值最大;将偏心加载方式和地面铲掘工况选作有限元分析板块中的研究对象;在仿真结果数据中,动臂下铰点所受力的最大值接近1500kN。 (3)建立了简化运动构件力学模型,通过力学计算方法,对工作装置各构件进行了受力分析计算,得出在最大受力情况下各构件的受力数值。从结果中得到,动臂下铰点最大受力值为1510.3kN,与仿真结果1500kN结果相当。应用ANSYS有限元分析软件,对动臂框架进行有限元静力分析。得到危险应力集中分布区域发生在受偏载一侧动臂板较前端的上下部分以及与举升缸铰孔铰接的内表面处,应力范围值632.32MPa-948.37MPa;动臂框架横梁与动臂板接壤位置和支撑部位上存在的应力值也已超出了屈服极限345MPa,此位置容易发生断裂。最大位移变形发生在受偏心载荷较大一侧的下铰点处,最大变形量为17.531mm。 (4)根据有限元分析结果,提出了动臂框架结构形式改进的设计方案,并对改进后的结构进行了再次有限元分析。结果显示,在改进后的结构中,动臂板前端下铰点处的最大变形量缩小为11.9mm;动臂板上下部的应力集中危险区域明显减小,应力值降低到了316.3MPa-623MPa;横梁与动臂板焊接部位的危险点完全消失,验证了结构改进设计的合理性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张冬鸿,余婕;装载机工作装置液压系统的故障分析[J];工程机械与维修;1998年11期
2 赵健;装载机工作装置液压系统故障的排除[J];工程机械与维修;1999年12期
3 赵江鸿;装载机工作装置常见故障分析及排除[J];建筑机械;2005年02期
4 王国彪,曹旭阳,迟峰,徐进永;高卸型装载机工作装置的定制设计[J];建筑机械;2003年04期
5 朱银法;ZL50型装载机工作装置液压系统故障的诊断及排除[J];工程机械与维修;2003年01期
6 蔡淑江;装载机工作装置液压系统常见故障分析与排除[J];中国西部科技;2004年09期
7 曹旭阳,张卫虎,王国彪;ZL30C装载机工作装置的改进设计[J];建筑机械;2005年01期
8 邹国辉;宋德朝;;基于ANSYS的装载机工作装置动臂应力分析[J];机电产品开发与创新;2008年06期
9 梁光明;黄意业;谭艳辉;;轮式装载机动臂疲劳寿命预测[J];工程机械;2010年11期
10 杨占敏,党国忠;用约束法分析装载机工作装置运动特性[J];建筑机械;1995年08期
11 于文润;装载机工作装置液压系统的检查和调整[J];工程机械与维修;1998年05期
12 黄海东,宫文斌,赵丁选,程悦荪;装载机工作装置电子定位系统[J];建筑机械;2002年04期
13 杨国平;微型履带式装载机工作装置的优化设计[J];筑路机械与施工机械化;1997年04期
14 陆刚;;装载机常见故障分析[J];南方农机;2008年04期
15 陈卫权;;装截机工作装置性能分析[J];建筑机械;1984年03期
16 ;装载机[J];工程机械文摘;1998年02期
17 王国彪,杨力夫;装载机工作装置作业过程的运动仿真[J];建筑机械;1996年01期
18 杨力夫;装载机工作装置电液比例控制系统[J];工程机械;2002年04期
19 杨晋生 ,王宁 ,路长江;装载机工作装置连杆机构设计[J];太原重型机械学院学报;1982年01期
20 冯浩;张杰洛;;装载机工作装置处处靠挡块设计[J];机械设计与制造;1986年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 梅杰;韦兰萍;王大明;;曲轴止推片的在线错漏装检测技术[A];第十五届全国汽车检测技术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姚新胜;满意优化原理及其在机械工程领域中的应用研究[D];西南交通大学;2002年
2 范文杰;挖掘装载机装载工作装置动力分析、动态应力仿真研究及动臂结构拓扑优化[D];吉林大学;2006年
3 刘英杰;负载口独立电液比例方向阀控制系统关键技术研究[D];浙江大学;2011年
4 屠凤莲;动臂变幅塔机奇偶倍率吊钩装置的设计理论[D];河北工业大学;2010年
5 杜文靖;液压挖掘机工作装置设计关键技术研究[D];吉林大学;2007年
6 杨忠炯;地下铲运机多体系统虚拟样机建模及系统动态特性仿真研究[D];中南大学;2007年
7 杨书仪;产品跌落冲击动力学分析与耐撞性能稳健设计[D];中国矿业大学;2009年
8 王剑鹏;50型装载机液压系统动态特性与热平衡研究[D];吉林大学;2011年
9 衣振华;疲劳裂纹扩展研究及在装载机横梁寿命估算中的应用[D];山东大学;2011年
10 王雪莲;80型轮式装载机动力系统工程特性研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王振;装载机工作装置性能分析及其综合优化设计[D];吉林大学;2011年
2 李凯;装载机工作装置的动力学仿真与有限元分析[D];西北农林科技大学;2011年
3 孙曼丽;轮式装载机工作装置建模及优化分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 王少雷;轮式装载机工作装置运动仿真与优化设计[D];中南林业科技大学;2007年
5 伊星奎;装载机工作装置反转六连杆机构运动学与动力学研究[D];吉林大学;2011年
6 张永胜;基于遗传算法的大型装载机工作装置优化设计[D];吉林大学;2011年
7 刘钊;井下装载机工作装置性能提升及结构优化研究[D];中南大学;2010年
8 刘振华;小型装载机工作装置与转向系统的分析与设计[D];西安科技大学;2010年
9 武月梅;地下装载机工作装置虚拟设计研究[D];河北工程大学;2011年
10 于海增;轮式装载机工作装置的动力学仿真及疲劳耐久性分析[D];苏州大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 孙圆;用技术创新改写历史[N];中国质量报;2008年
2 李健君;中联重科 推出最大动臂式塔机[N];证券日报;2008年
3 梁凤远 刘莉;装载机铲斗收斗不到位怎么办[N];中国交通报;2008年
4 山东 李广文;遥控用比例控制器[N];电子报;2001年
5 记者 卢文军;郑州起吊设备填补国内空白[N];郑州日报;2009年
6 康啸波;挖掘机“动臂优先”功能失效怎么办[N];中国交通报;2008年
7 尼亚利;我国有了动臂式搭式起重机[N];地质勘查导报;2008年
8 记者 卢文军;郑州企业填补一项国内风电技术空白[N];郑州日报;2009年
9 张芳 严明辉;抢修“洋设备”[N];中国石化报;2006年
10 记者 栾姗;风电安装设备填补国内空白[N];河南日报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978