G760型寬體礦用車車架疲勞壽命分析.pdf

1、寬體礦用車是目前廣泛使用的一種非公路作業(yè)車，其工作環(huán)境惡劣且承載重量大，寬體礦用車的車架連接著駕駛室、液壓舉升系統(tǒng)、車箱、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)等總成或部件，是整車上一個(gè)重要的承載結(jié)構(gòu)，它的性能好壞直接影響到整車的各項(xiàng)性能。疲勞破壞作為寬體礦用車車架最常出現(xiàn)的一種破壞形式，會(huì)降低車輛的安全性和穩(wěn)定性，縮短車輛的使用壽命，故對(duì)車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞分析以及疲勞壽命預(yù)測(cè)是非常重要且有工程意義的。本文以G760型寬體礦用車為研究對(duì)象，基于多體動(dòng)力學(xué)仿真分析、

2、有限元分析及疲勞壽命分析的理論基礎(chǔ)，利用CAE技術(shù)對(duì)該車車架進(jìn)行了全面具體的疲勞壽命預(yù)測(cè)。
　　利用Pro/E軟件建立了車架的三維模型且根據(jù)一定簡(jiǎn)化原則進(jìn)行了簡(jiǎn)化，并以igs格式文件導(dǎo)入到HyperMesh軟件中，建立了車架有限元模型，模型質(zhì)量檢查結(jié)果表明，模型質(zhì)量符合設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)。之后對(duì)車架進(jìn)行了模態(tài)分析，分析結(jié)果表明車架的前八階固有頻率能夠很好地避開(kāi)路面、發(fā)動(dòng)機(jī)等激勵(lì)的頻率。
　　綜合考慮寬體礦用車的作業(yè)狀態(tài)，主要針對(duì)靜態(tài)

3、彎曲、滿載舉升0°、滿載舉升45°、水平彎曲、極限扭轉(zhuǎn)及緊急制動(dòng)這六種典型工況，進(jìn)行了靜動(dòng)強(qiáng)度分析。根據(jù)第四強(qiáng)度理論對(duì)這些工況的應(yīng)力結(jié)果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果表明各工況下車架最大應(yīng)力值都沒(méi)有超過(guò)其材料屈服極限，車架的強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。
　　基于自下而上的建模原則，利用ADAMS/Car軟件建立了寬體礦用車的整車動(dòng)力學(xué)模型。根據(jù)整車的行駛路況，將D級(jí)隨機(jī)路面作為輸入，設(shè)置一定的行駛速度，對(duì)整車進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真，提取了車架與懸架連接位置處的

4、載荷譜，為后續(xù)車架疲勞壽命分析奠定了基礎(chǔ)。
　　基于慣性釋放方法，對(duì)車架施加八個(gè)單位載荷步，進(jìn)行了準(zhǔn)靜態(tài)應(yīng)力分析得到應(yīng)力結(jié)果，再結(jié)合動(dòng)力學(xué)分析的結(jié)果及車架材料的S-N曲線，在疲勞分析軟件MSC.Fatigue中，基于名義應(yīng)力法進(jìn)行了車架疲勞壽命的預(yù)測(cè)。由疲勞分析結(jié)果可知，該寬體礦用車在正常行駛時(shí)最小行駛里程是8.28×105km，符合公司對(duì)該車架的設(shè)計(jì)要求。
　　本次研究表明：利用CAE計(jì)算機(jī)分析技術(shù)能夠高效的預(yù)測(cè)車架的疲勞