装载机动臂设计及其有限元分析

以ZL50轮式装载机工作装置动臂为研究对象,计算动臂铰点和确定动臂结构形式,完成了该装载机的动臂设计,建立动臂三维实体模型。分析动臂不同工况,利用ANSYS对其进行有限元分析。获得结构的应力分布云图及变形云图,指出了动臂中的危险点和应力集中。     

基于ANSYS的旋挖钻机动臂的拓扑优化设计

为了寻求旋挖钻机动臂结构的最优分布,实现动臂的轻量化,以某旋挖钻机动臂为研究对象,提出了基于均匀化方法的拓扑优化法,并将其应用到动臂的优化分析中。以动臂体积最小作为优化目标,动臂结构柔度作为约束条件构建数学模型,依据优化结果改进动臂结构,并对改进后的动臂进行了静力分析。结果表明,改进后的动臂在满足结构强度与刚度的同时,使用的材料与原设计方案相比减少了15%,实现了动臂最优分布与轻量化设计,为后续动臂的设计提供了参考。     

基于Creo与ABAQUS的装载机动臂的设计与分析

为了加快装载机设计周期,降低生产成本,探索性的运用新的方式对装载机动臂进行了设计,利用AutoCAD软件基本确定其工作装置铰点位置以及杆件长度,运用Creo软件建立动臂的三维模型,并用ABAQUS有限元软件对动臂不同工况下结构的应力分布云图及变形云图进行分析,找出动臂的危险点和应力集中点,为下一步设计提供理论依据。     

装载机动臂受均载和偏载时的有限元分析

建立了与实际动臂相吻合的简化模型,在典型载荷工况下,通过ANSYS软件对动臂进行静态结构分析,得到动臂的应力、变形分布。分析的结果可以作为装载机动臂设计时结构优化的依据。     

八连杆轮式装载机动臂的结构分析与设计改进

对八连杆装载机动臂的结构特点与承载特点进行了全面分析,总结出装载机八连杆动臂在作业过程中遇到的铲入正载、铲入偏载、掘起正载、掘起偏载四种工况及各工况下承受的载荷特点。然后利用先进的CAE分析软件ANSYS软件,建立了动臂的有限元计算模型,并计算出各工况下动臂的应力分布云图。经过对动臂四种工况的有限元分析结果研究,分析出了导致动臂变形反馈的根本原因,并就此提出了动臂结构的改进方案。校核改进后动臂的强度,比改进前提高了27%,从而改善了动臂性能,同时此种思路也为以后的设计提供了参考。     

动塔机三角形截面起重臂稳定性研究

本文研究动臂塔机三角形起重臂截面稳定性的计算方法,对格构式变截面起重臂结构的设计进行了理论分析,根据起重臂在变幅平面内和回转平面内不同的受力状态,对动臂塔机的起重臂进行整体稳定性分析及计算,并得到变幅平面内和回转平面内稳定性的表达式,同时对稳定性验算公式中的轴力进行了讨论研究,为中小型动臂式塔式起重机选用合理设计三角形起重臂提供理论依据,对塔机设计人员有一定的参考意义。     

基于拓扑优化的装载机工作装置结构轻量化设计

基于拓扑优化对装载机工作装置结构进行轻量化设计,建立装载机工作装置的有限元模型,在五种工况下对工作装置进行有限元分析,得到应力云图,显示动臂的应力裕量较大。通过HyperWorks软件Optistruct模块建立动臂参数化模型,以质量最轻为目标函数,以动臂两侧板各单元相对密度为设计变量,以结构强度和刚度为约束条件,进行轻量化设计。结果表明,在满足结构强度和刚度的条件下,动臂的质量减轻19.25%。对优化前后的动臂实体模型进行模态分析,确认前六阶频率和振型变化不大,动臂的动态性能稳定可靠。     

大型挖掘机工作装置动臂结构有限元仿真分析

液压挖掘机的工作环境恶劣,工作装置动臂结构作为主要的受载部件,其结构合理性决定了挖掘机的各项工作性能。根据发动机最大输出动力进行逆向推算,设计出最大挖掘力287 kN的大型挖掘机工作装置,并利用ANSYS软件对挖掘机工作装置动臂的两种典型工况进行有限元分析。获得了大型挖掘机工作装置动臂主体结构的应力特点、变形情况以及最大应力的大小和位置,为避免动臂应力集中、强化动臂关键部位以及动臂结构优化等提供重要的参考依据。     

基于代理模型的机械式挖掘机动臂轻量化设计

动臂是机械式挖掘机工作装置的重要组成部分,如何减轻动臂质量是挖掘机结构设计中最为关注的问题。动臂结构复杂,利用传统的高精度仿真模型进行仿真优化需要耗费大量的时间和精力。我们以太原重工WK-55型机械式挖掘机动臂为研究对象,利用三维建模软件SolidWorks和有限元分析软件ANSYS建立动臂参数化模型,对其进行静力学分析。选取动臂上翼板、腹板和下翼板厚度作为轻量化的优化设计变量,利用代理模型技术对结构进行优化。结果表明,在动臂结构满足刚度、强度要求的情况下,质量减小了3.5%。证明代理模型优化方法对动臂轻量化设计具有一定指导意义。     

基于响应面法的挖掘机三油缸结构动臂轻量化设计

考虑到三油缸结构动臂的结构特殊性,以及传统经验方法在结构设计上的保守性因素,提出了基于响应面法的变厚度轻量化设计方法,并搭建了基于多学科优化软件Isight、有限元软件Nastran以及利用Python语言二次开发的集成优化环境。基于板壳理论与测试数据建立了三油缸结构动臂危险工况的有限元参数化模型,并以其主要板厚尺寸为初始设计变量,以结构强度、刚度及重量为模型响应,结合最优拉丁超立方设计法对初始变量进行了灵敏度分析,使用筛选后的设计变量拟合响应面模型(RSM);以结构强度和刚度为约束条件,动臂质量最小为目标函数,采用多岛遗传算法对响应面模型进行优化。结果表明,在保证结构性能的前提下,该方法轻量化设计后的动臂减重14.7%,优化效率较有限元模型提高84%左右,优化效果显著且大幅度缩短了设计周期。     

液压破碎锤动臂结构仿真分析研究

为了解决破碎机动臂在破碎过程中消耗率高和使用寿命较短的情况,通过力学分析确定了动臂结构在工作过程中的最大载荷点与危险应力截面,重点研究了动臂受到岩石等作业面的反弹作用力后整机的模态响应和应力分布。文章采用CAE分析技术,结合破碎过程中的载荷历程,对动臂结构进行模态分析与结构应力分析,求解工作过程中动臂的频响及应力分布,为动臂优化设计提供了依据,以指导动臂结构优化,提高其使用寿命。     

Pro/E在液压挖掘机动态性能分析中的应用

为研究液压挖掘机结构的动态性能,笔者借助Pro/E软件对液压挖掘机动臂进行了模态分析.考察其固有频率和振型,评估其动态特性,为动臂结构的进一步优化、改进设计提供依据.     

动臂焊后尺寸质量分析与控制方法研究

动臂各零部件制造精度以及总拼工序定位精度会直接影响焊前动臂结构的尺寸精度,从而进一步影响焊接完成后动臂尺寸质量。提出了一种动臂焊后尺寸质量控制方法,以开档尺寸为例进行了说明。根据动臂焊接前后尺寸偏差实测数据,得到两者相关性系数;并基于动臂零部件的实际装配关系,建立总拼工序结构尺寸链简化模型,最后根据尺寸链原理对原有工装结构进行了改进设计。为动臂的焊接变形控制以及焊后尺寸波动控制提供了理论分析方法,并为实际工装设计提供指导。     

机械式矿用挖掘机动臂结构优化设计研究

本文通过对机械式矿用挖掘机动臂结构工作装置以及各构件之间运动关系的分析,确定机械式矿用挖掘机动臂结构,根据实际应用情况,对动臂结构进行优化方案的设计,使其可以满足更多挖掘任务。     

装载机动臂镗孔加工工艺的研究

通过对装载机动臂结构与工艺特点进行分析,提出了采用专用机床对动臂进行镗孔加工的工艺方法;按动臂结构与工艺特点设计了专用机床、夹具以及镗削刀具的微调装夹装置;在实践中验证了专用机床和相应加工工艺的可行性。     

某型液压挖掘机动臂仿真及结构优化

动臂是挖掘机进行工作的重要部件之一,其动臂的结构优化是一项必须持续进行的工作。在挖掘,回转,甩方等一个工作循环状态下,其应力变化具有典型的周期性。重点分析采用最大挖掘力进行工作时的载荷分析。通过结构变化,改善动臂结构,通过有限元分析和应力测试试验进行了验证,为挖掘机动臂的设计及其优化提供参考。     

应用ABAQUS的液压挖掘机动臂有限元分析

液压挖掘机动臂是完成液压挖掘机各项功能的主要构件,其结构设计的合理性直接关系到液压挖掘机的工作性能和可靠性。基于有限元分析方法的液压挖掘机动臂结构分析是保证液压挖掘机动臂结构设计合理性的前提,以某型液压挖掘机(20t级)为研究对象,应用有限元分析软件ABAQUS对其动臂进行有限元分析,求得危险工况下该动臂的应力云图与位移云图,通过云图分析动臂的强度和刚度,为动臂的设计和试验提供参考。     

装载机动臂镗孔加工工艺的研究

通过对装载机动臂结构与工艺特点进行分析,提出了采用专用机床对动臂进行镗孔加工的工艺方法;按动臂结构与工艺特点设计了专用机床、夹具以及镗削刀具的微调装夹装置;在实践中验证了专用机床和相应加工工艺的可行性.     

旋挖钻机动臂结构强度分析

动臂是旋挖钻机的一个主要构件,在动臂变幅、钻进和提钻等工况下均是主要承力构件.文中分别对动臂变幅、钻进和提钻工况下,旋挖钻机以最不利的姿势作业,且承受最大载荷时动臂的结构强度进行分析,为动臂的结构设计及优化设计等提供了理论基础.     

基于ANSYS的装载机立式动臂的有限元分析及优化设计

依据装载机的作业特点,对立式动臂在铲掘位置进行静力学有限元分析,计算出动臂的应力分布云图,并在有限元分析结果的基础上提出动臂结构的改进方案。优化后的仿真结果表明,在保证动臂满足工作性能要求的前提下,经优化设计后的动臂受力情况和结构形状得到了合理的改善。该基于ANSYS的有限元分析和优化设计方法提高了设计速度和设计质量,降低了生产成本。