鉸接式自卸車車架的結(jié)構(gòu)分析及疲勞強(qiáng)度的研究.pdf

1、鉸接式自卸車是在歐洲20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種工程車輛，一般來說具有懸掛裝置、制動(dòng)系統(tǒng)、舉升和傾斜系統(tǒng)、車架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，目前在采礦業(yè)、鐵路工程和水電工程中廣泛應(yīng)用。由于常年在礦砂石路面運(yùn)行，工作環(huán)境復(fù)雜，自卸車在行駛過程中要受到地面不平度引起的垂直方向的載荷、轉(zhuǎn)向或側(cè)向風(fēng)引起的側(cè)向載荷和因加速和制動(dòng)引起的縱向載荷，車架會(huì)有明顯的振動(dòng)和沖擊現(xiàn)象，致使車架在使用時(shí)產(chǎn)生變形或者斷裂。為進(jìn)一步改善自卸車的產(chǎn)品質(zhì)量，很有必要對(duì)車架進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析

2、和疲勞強(qiáng)度研究。
　　 本文以某設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的鉸接式自卸車車架為研究對(duì)象，結(jié)合車架在實(shí)際使用過程中出現(xiàn)的破壞等現(xiàn)象，以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、有限元法和多體動(dòng)力學(xué)分析等CAE仿真技術(shù)為平臺(tái)，采用疲勞分析軟件ANSYS/FE-SAFE對(duì)車架的疲勞壽命進(jìn)行了預(yù)測研究。本文所做的主要工作如下:
　　 首先應(yīng)用三維建模軟件SolidWorks建立鉸接式自卸車車架及其附件的實(shí)體模型，并進(jìn)行模型簡化。利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)車架進(jìn)行靜應(yīng)

3、力分析。根據(jù)實(shí)際工作環(huán)境分六種工況進(jìn)行研究，依次為滿載靜止工況、滿載彎扭工況、滿載啟動(dòng)工況、滿載制動(dòng)工況、滿載轉(zhuǎn)彎工況和滿載12°爬坡工況。
　　 然后將自卸車整車實(shí)體模型導(dǎo)人多體動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS中，將車架承受的實(shí)際載荷等效到車架上。結(jié)合自卸車的實(shí)際工作環(huán)境，分八種不同工況對(duì)其進(jìn)行多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真，分別為平路滿載工況、三角凸臺(tái)路面工況、V形坑路面工況、矩形坑路面工況、正弦路面工況、左正弦右余弦路面工況、滿載下12°斜坡

4、工況和滿載上12°斜坡工況，得出疲勞分析所需要的車架各處的動(dòng)載荷。
　　 最后選取了該車架材料的S-N曲線，結(jié)合前面得到的靜應(yīng)力分析結(jié)果和載荷譜，采用ANSYS/FE-SAFE軟件對(duì)其進(jìn)行疲勞壽命分析，獲得該車架的疲勞壽命指數(shù)和疲勞安全系數(shù)。
　　 分析結(jié)果表明，該自卸車車架的使用壽命與實(shí)際較為吻合。車架疲勞壽命分析方法使得設(shè)計(jì)人員可以較早地預(yù)測車架等部件的產(chǎn)品質(zhì)量和疲勞壽命，為車架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和進(jìn)一步改進(jìn)提供了參考依