全架式大功率拖拉機(jī)車架疲勞壽命預(yù)測研究.pdf

1、車架是拖拉機(jī)的主要承載結(jié)構(gòu)，在拖拉機(jī)作業(yè)過程中，承受各種動態(tài)隨機(jī)載荷，疲勞破壞是其在動態(tài)隨機(jī)載荷作用下的主要破壞形式。因此進(jìn)行車架疲勞壽命預(yù)測對拖拉機(jī)工作可靠性具有重要意義。利用虛擬樣機(jī)技術(shù)進(jìn)行拖拉機(jī)車架結(jié)構(gòu)疲勞壽命預(yù)測可以大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低開發(fā)成本和提高設(shè)計質(zhì)量。
　　 本文以徐州凱爾機(jī)械有限公司生產(chǎn)的KAT1804型大功率拖拉機(jī)為研究對象，通過整車系統(tǒng)動力學(xué)仿真、有限元計算和疲勞壽命預(yù)測等多領(lǐng)域綜合分析，實現(xiàn)虛擬環(huán)境

2、中預(yù)測車架結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。
　　 首先基于三維建模軟件PRO/E建立車體的三維實體模型，并利用PRO/E和ADAMS的無縫連接接口模塊MECH/PRO將其導(dǎo)入ADAMS中，結(jié)合路面模型和輪胎模型建立整車動力學(xué)模型，仿真計算車架在運行過程中的7個隨機(jī)載荷時間歷程。其中基于諧波疊加法重構(gòu)E級標(biāo)準(zhǔn)路面的空間不平度，編寫適用于拖拉機(jī)整車仿真的路面文件，并生成路面模型;根據(jù)前后輪胎特性參數(shù)編寫UA輪胎文件，結(jié)合輪胎的質(zhì)量慣性參數(shù)，在ADA

3、MS中建立輪胎模型。
　　 其次利用ANSYS軟件建立車架有限元模型，進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)應(yīng)力分析，獲得了各工況下車架的應(yīng)力影響因子，結(jié)果顯示只在后橋安裝板折彎處出現(xiàn)應(yīng)力集中，證明了該車架結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度和剛度要求。
　　 再次采用試驗與計算機(jī)仿真相結(jié)合的方法對車架進(jìn)行模態(tài)分析，求得了其低階固有頻率和振型。通過固有頻率試驗值和計算值的相對誤差分析，驗證了本文建立的車架有限元模型的可靠性;得到的固有頻率和振型證明了外部激勵源不易引起車架

4、的共振，車架動態(tài)性能比較合理。
　　 最后結(jié)合多體動力學(xué)仿真獲得的隨機(jī)載荷時間歷程、車架的應(yīng)力影響因子和特定的S-N曲線，利用MSC.FATIGUE軟件基于準(zhǔn)靜態(tài)應(yīng)力法的疲勞壽命分析技術(shù)預(yù)測了車架結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。
　　 疲勞壽命結(jié)果表明，該拖拉機(jī)車架結(jié)構(gòu)的設(shè)計滿足疲勞壽命的要求，比較危險的區(qū)域位于車架后橋安裝板折彎處，其它位置幾乎為無限壽命，可以根據(jù)此疲勞壽命模型對車架進(jìn)行輕量化設(shè)計。
　　 總之，這篇論文比較系