ZL30B型裝載機前車架結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化.pdf

1、裝載機作為在工程機械領(lǐng)域保有量最大的產(chǎn)品，其廣泛應(yīng)用于礦石開采、道路橋梁修建以及水利水電建設(shè)等場所，在國民經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用。裝載機一般使用在惡劣環(huán)境中作業(yè)，并且經(jīng)常超載荷作業(yè)以及頻繁受到外界沖擊載荷。而裝載機前車架是連接工作裝置與后車架的橋梁，其設(shè)計性能好壞將直接影響裝載機使用穩(wěn)定性。因此分析前車架結(jié)構(gòu)在作業(yè)過程受力情況，提高前車架結(jié)構(gòu)設(shè)計水平成為了裝載機發(fā)展中的一個關(guān)鍵技術(shù)問題。
　　本文以某廠ZL30B型裝載機前車架

2、結(jié)構(gòu)為研究對象，通過有限元方法和現(xiàn)代優(yōu)化方法對前車架結(jié)構(gòu)進行了分析與優(yōu)化，最終達到廠方所提出對前車架結(jié)構(gòu)重量降低8％要求。本文首先介紹前車架結(jié)構(gòu)與工作裝置之間力學(xué)關(guān)系，運用結(jié)構(gòu)簡圖法在X、Y、Z方向上分別對工作裝置各工況作業(yè)進行載荷計算，為后期前車架結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析提供數(shù)據(jù)支撐。其次運用Solid Works軟件對前車架結(jié)構(gòu)進行實體建模，并導(dǎo)入有限元平臺對前車架結(jié)構(gòu)做靜力學(xué)分析，得出在各工況下應(yīng)力與位移變化云圖。然后通過分析云圖特點，在對

3、前車架局部結(jié)構(gòu)強度加強改進后，運用ANSYS Workbench平臺優(yōu)化模塊中實驗設(shè)計（Design of Experiments）對其進行尺寸優(yōu)化設(shè)計，并從大量設(shè)計點中分析提取出最佳數(shù)據(jù)組尺寸，構(gòu)成輕量化前車架結(jié)構(gòu)，以達到降低前車架結(jié)構(gòu)重量8%的目標(biāo)。最后通過對輕量化前車架結(jié)構(gòu)做固有振動特性和靜力學(xué)分析，以驗證輕量化前車架結(jié)構(gòu)是否滿足設(shè)計要求。
　　本文主要通過采用有限元分析手段對ZL30B型前車架結(jié)構(gòu)進行初步分析與優(yōu)化探索，縮