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基于ANSYS的裝載機后車架強度分析

發(fā)布于:2016-01-29 21:01
強度分析

      隨著公路、礦山及大型水利等工程建設(shè)的不斷發(fā)展,對輪式裝載機的需求急劇增加。后車架結(jié)構(gòu)的合理性直接影響整機的可靠性和安全性。傳統(tǒng)的力學(xué)分析方法常采用較多的假設(shè)、簡化和經(jīng)驗計算,這種結(jié)果顯然是不精確的,而且有可能使得部分結(jié)構(gòu)裕度過大造成浪費或者因疲勞而產(chǎn)生疲勞斷裂。采用板殼單元模擬后車架的結(jié)構(gòu)并進行約束和加載,可以得到精確的計算結(jié)果,找出危險區(qū)域并進行結(jié)構(gòu)強度分析和改進。從而可以提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少制造成本、縮短制造周期,增強產(chǎn)品競爭能力。文章對后車架進行有限元分析,指出其薄弱部位并進行改進,不但節(jié)省了材料而且使得應(yīng)力分布更加均勻合理
      建立裝載機后車架的幾何模型時,根據(jù)裝載機后車架的結(jié)構(gòu)特點,在保證其力學(xué)性能不變的條件下,對后車架結(jié)構(gòu)進行適當(dāng)簡化,可忽略吊耳板和一些很小的或者不重要的螺栓孔、鉚接孔及過渡圓角。因為這些結(jié)構(gòu)雖然對整體應(yīng)力分布影響較小,卻影響網(wǎng)格劃分的結(jié)構(gòu),從而影響計算結(jié)果的精度。   
      由于后車架是對稱結(jié)構(gòu),所以總體的建模思路是先建立模型的左半部分,然后通過對稱建立完整的幾何模型,最后處理公共的局部特征。   
      有限元分析選擇單元類型:由于裝載機后車架是由一系列薄壁板件焊接而成的結(jié)構(gòu),且有些零件形狀復(fù)雜,宜離散為板殼單元,選取板殼單元作為分析的單元類型。根據(jù)裝載機后車架所受載荷的特點,選取SHELL63單元。因為它具有彎曲特性和膜特性,適用于同時受橫向載荷和膜載荷的薄板結(jié)構(gòu)。   
強度分析中定義實常數(shù):由于裝載機后車架由許多厚度不同的薄板組成,因此需定義不同的實常數(shù),這是板殼問題分析中所特有的。統(tǒng)計后車架的厚度應(yīng)定義10個實常數(shù),厚度分別為34,30,25,24,20,16,14,12,10,60。
      定義材料屬性:在ANSYS中建好后車架幾何模型并進行布爾操作后,按照以下操作對后車架模型的各個面進行屬性分配:ANSYS-Main Menu-Preprocessor-Meshing-Mesh Attributes。裝載機后車架由3種材料組成。
      劃分網(wǎng)格:有限元模型的求解規(guī)模、精度及時間與劃分后網(wǎng)格的疏密有直接的關(guān)系。求解結(jié)果的準(zhǔn)確與否也取決于網(wǎng)格的質(zhì)量。因此,要根據(jù)有限元模型建立的準(zhǔn)則檢查劃分的網(wǎng)格,對于不符合準(zhǔn)則的地方進行重新修改并再次劃分。直至建立合理的有限元模型。為獲得正確的結(jié)論做好準(zhǔn)備。劃分后的網(wǎng)格如圖所示,共劃分為19018個節(jié)點,18552個單元。


                                                                                  專業(yè)從事機械產(chǎn)品設(shè)計│有限元分析│強度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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