基于ANSYS的液压挖掘机动臂失效分析与改进

针对液压挖掘机动臂前支座开裂故障，运用ANSYS疲劳分析模块对失效件进行有限元分析与结构优化。通过强度校核分析结果发现，挖掘机动臂油缸支承端头处存在应力集中，属于疲劳断裂危险区域。通过制定优化方案，结合焊接工艺验证、有限元静强度综合分析，选取最优方案，对动臂失效部分实施优化改进。     

装载机动臂结构拓扑优化

针对传统设计方法进行装载机动臂结构设计过程中动臂结构冗余度过大的问题,以ZL20型轮式装载机的偏载铲装作业作为极限工况,在利用静力学方法确定动臂外力及边界条件的基础上,采用拓扑优化技术,借助HyperWorks软件的有限元计算及结构拓扑优化模块对装载机的动臂进行轻量化改进。经过计算得出了原始动臂结构存在较大减重优化空间的结论,并在保持原始结构刚度与强度的条件下,得到了一个新型轻质结构,结构减重20%。     

ZL50F双摇臂装载机动臂有限元分析与试验研究

针对ZL50F双摇臂装载机动臂出现批量断裂的情况,利用有限元方法对该动臂进行了有限元分析,得到动臂的应力分布规律,找出了破坏原因并对动臂进行了改进,经过再一次分析表明修改后的结构满足强度要求.对该动臂进行了应力测试,通过测试数据与有限元分析结果的比较可知,在动臂有限元分析时所建立的有限元模型是正确的,分析时的加载及约束情况与试验状况相似,两者之间的误差能够满足工程需要.     

装载机轻量化动臂力学性能的试验验证

为评估某装载机轻量化动臂结构强度,首先,利用有限元方法对该动臂进行分析,得到动臂的应力分布规律,然后采用相关设备对动臂进行现场应变测试试验,最后将有限元分析结果与现场应变测试结果进行对比分析。研究结果表明,有限元计算结果与现场测试结果较为吻合,验证了分析模型的正确性,同时说明轻量化动臂仍能满足结构强度要求。     

基于拓扑优化的大吨位装载机动臂多工况轻量化设计

为实现大吨位装载机工作装置的轻量化设计,以某大吨位轮式装载机工作装置为例,提出一种大吨位装载机动臂多工况轻量化设计流程,其具体流程为：基于对不同工况风险的评估,采用层次分析法确定装载机拓扑优化过程中各个工况的权重系数;利用折衷规划法,以动臂在多工况下的加权柔度最小为目标函数,对动臂进行拓扑优化;在优化结果的基础上,综合考虑实际生产工艺,对动臂结构进行改进设计。对改进后的结构进行有限元分析,并将改进前后的结果进行比较。对比结果表明,优化后的动臂质量减轻了10%,应力应变只有较小程度的增加,实现了工作装置轻量化的目标。     

轮式装载机动臂疲劳寿命预测

产品研发过程中,利用CAE方法对新开发的某型号装载机动臂进行强度校核计算,校核发现动臂局部存在应力集中,且承受交变载荷,属于疲劳断裂危险区域。为此,提出了3种解决方案,解决方案各有优劣,需要择优而选。利用ANSYS的疲劳分析模块,建立动臂的疲劳有限元分析模型,计算出改进前、后动臂的疲劳寿命,从而选择出了涉及设计改动最少且可靠性寿命满足使用要求的最佳解决方案。产品投放市场后,动臂的使用寿命情况与分析预测一致,证实了疲劳计算模型的正确性。     

ZL50型装载机动臂结构的拓扑优化设计

为了实现装载机动臂的轻量化设计,通过Solid Works三维建模软件进行装载机工作装置部分的三维模型建立,保存合适的格式,导入Adams运动学动力学仿真分析软件,设置各约束、运动副以及负载载荷,得出动臂的受力情况,然后,将动臂三维模型导入ANSYS Workbench中,设置相应的材料属性、网格划分、约束以及上述得出的动臂所受到的力载等,进而仿真分析得出动臂的最初有限元分析结果,接着,采用ANSYS Workbench中的Shape Optimazation模块进行拓扑优化,根据拓扑结果对动臂结构进行重新设计并再次进行有限元仿真分析,最后对前后两次动臂的有限元分析结构进行对比分析,验证该优化设计满足要求条件,达到动臂轻量化设计的目的。     

装载机工作装置有限元分析及横梁位置确定

根据装载机的实际作业特点,将工作装置横梁位置在可行域内移动,对动臂分别进行了有限元分析,研究横梁位置对动臂强度、刚度的影响,从而确定横梁的最合理位置,使动臂强度,刚度最好,结构设计最为合理。     

液压挖掘机动臂优化设计

动臂是挖掘机的关键部件,也是主要承力部件.在挖掘机施工过程中,动臂常常受到复杂的瞬态冲击载荷,造成其结构出现裂纹或变形超出范围,而动臂强度、刚度是否满足要求,将直接影响挖掘机工作安全.对动臂进行优化设计,在满足其强度的条件下,可以减轻重量,减少应力集中,使动臂几何尺寸更加合理.利用有限元软件Pro/MECHANICA中的灵敏度分析方法对动臂进行优化设计,能够实现实体建模和有限元分析的无缝集成,并且能够保证有限元分析的精度,可以提高优化设计的效率,对生产实践有着重要的指导意义.     

某大型装载机动臂横梁摇臂支座断裂分析及改进

本文针对某大型装载机动臂横梁摇臂支座早期断裂故障进行分析。通过耳板设计静强度计算校核、耳板施工现场强度测试、圆搭与耳板焊缝熔深检查及其焊接生产现场检查,查找摇臂支座早期断裂的原因,确定断裂原因是圆搭脱焊,圆搭与耳板的焊缝熔深不足是圆搭脱焊的原因,所以把保证满足圆搭与耳板的焊缝熔深设计要求作为改进措施。装载机动臂横梁摇臂支座改进后,经现场施工作业未再发生断裂问题。     

轮式装载机前车架结构设计及强度校核

论述了某型号轮式装载机前车架结构的设计过程,介绍了一种强度校核方法.针对前车架工作装置承载位置结构在实际作业过程中发生变形、断裂等问题,在设计过程中采用NX-Nastran软件对其结构进行有限元分析,确定结构优化方案,进行工作装置承载位置结构应力、应变校核及验证.分析表明:采用该设计方法可以有效地提高结构件强度、变形校...     

装载机工作装置CAD及其方法研究

装载机工作装置ＣＡＤ系统集优化设计、仿真分析、强度计算为一体，实现了从拟定初始方案直至技术设计、绘图全过程辅助功能。本简要介绍了系统情况，重点讨论了系统开发的方法并介绍了近几年来系统的一些新进展。     

提高装载机动臂掘起力的图解方法

在限定液压缸压力不变、动臂液压缸安装尺寸不变和保证卸载高度要求的条件下，介绍了一种提高动臂掘起力的实用简捷图解方法，解决了装载机工作装置铰接点的选择问题。     

某机型装载机摇臂改进设计

摇臂是装载机工作装置中重要的传力件,要传递较大的转斗缸作用力.针对客户反馈的某机型摇臂在使用过程中出现早期断裂的情况,利用有限元方法对其结构强度进行分析,找出危险截面,进行改进设计.首先在Pro/E中建立某机型摇臂三维实体模型,将其模型另存为*.STP格式的中性文件,由ANSYS Workbench 读取后进行网格划分,建立有限元模型,运用ANSYS Workbench对有限元模型进行结构强度分析,并与其他成熟机型摇臂进行对比;通过对比找出应力较大的危险部位,对其进行改进设计,使摇臂结构强度满足市场需求,提高产品质量,同时也为后续其他机型的摇臂设计提供参考.     

DF700型单臂式滑移转向装载机

就整体布置而言,某些滑移转向装载机采用了双动臂的结构形式,驾驶室位于两侧动臂之间,司机必须翻转驾驶室并跨越工作装置才能进入驾驶室,这不仅造成司机的进出不便,而且还存在着安全隐患.为了解决这一问题,研制开发了DF700型单臂式滑移转向装载机.介绍了该机的研制背景、主要技术参数、结构组成、工作原理及技术创新特点.     

某型号装载机台架试验中动臂失效原因分析

某型号装载机在进行台架破坏性试验时动臂出现裂纹。利用MSC／NASTRAN软件对台架试验工况进行了模拟，对动臂进行了强度分析，找到了导致裂纹出现的原因，并提出了最终的改进方案。该机型以后的工作实践证明了改进方案的正确性和有效性。     

挖掘装载机托架连杆装载工作装置自动调平的方法

挖掘装载机工作装置的"自动调平"是指装载机工作时,随着动臂的举升,可通过铲斗液压缸自动调整铲斗与动臂之间的夹角,防止在动臂举升过程中,铲斗向后倾撒物料,引发事故.论述托架连杆机构装载工作装置自动调平功能的实现方法,即动臂举升到一定位置时停止运动,铲斗正好处于临界撒料状态,然后调整铲斗与动臂之间的夹角,使铲斗前倾,再举升动臂,如此反复进行,直至铲斗达到卸料位置.介绍了实现铲斗自动调平功能的液压系统原理,以及为实现此功能而研制的用于控制铲斗液压缸的反馈机构.对有无调平功能的动臂举升时间进行对比,结果表明:实现自动调平后,动臂举升时间略有增加,但仍处于国家标准规定的7 s以内.研制的自动调平机构已在厦工集团生产的XG765型挖掘装载机上应用,用户反映良好.     

装载机后车架失效原因分析

新设计的某型号装载机后车架,在做台架试验过程中出现了断裂,针对这一情况,用美国大型有限元分析软件NASTRAN对该结构进行了强度分析.阐述了用有限元法对后车架进行强度分析的建模过程,并对分析结果进行了分析.结果表明,由于后车架设计存在缺陷,从而导致某应力集中处应力过高,而且应力过高点是在焊缝部位,这就更加增大了断裂的可能性,说明后车架存在设计缺陷是导致其断裂的主要原因.针对这一情况,设计了一种新型结构,新结构一方面避免了在关键部位存在焊缝,同时降低了最大应力值.经再一次分析表明,新结构强度比原结构有了很大提高,理论上满足设计要求.在其投入市场以来,新型后车架并未发生断裂现象,从而表明查找出的断裂原因正确,对原结构的修改合理.时也表明所建立的有限元模型适用,分析结果可靠.     

某型装载机柴油箱结构强度设计

应用有限元分析软件ANSYS Workbench对在CAD软件Pro/E中完成初步结构设计的柴油箱进行强度分析,得到柴油箱后侧板所受最大应力及应力分布状况;根据装载机实际工况,计算出后侧板许用应力大小.比较结果表明,初步设计的柴油箱后侧板上的最大应力大于许用应力,存在疲劳破坏风险.提出两种优选方案进行对比分析,得出合理...