一、ZL30F装载机摇臂强度有限元计算(论文文献综述)
李晨昱[1](2018)在《装载机工作装置轻量化设计》文中研究说明工作装置是装载机的重要组成部分,其结构设计是否合理将直接影响到装载机的燃油经济性和生产成本。如何在保证工作装置使用、安全等性能和成本控制的前提下,将轻量化设计技术、新材料技术、制造工艺三大技术有机结合实现工作装置的轻量化,成为装载机技术研发的方向。虽然通过采用新的材料的方法可以有效的减轻装载机质量,但是这些新兴材料制造工艺复杂,成本较高,短时间内难在装载机上有所应用,因此基于拓扑优化的工作装置结构轻量化设计技术是目前研究的热点。本文以ZL50G轮式装载机的工作装置为研究对象,进行了五种典型工况的静力学分析,在此基础上对其进行了轻量化设计,结果表明在满足强度、刚度的前提下实现了工作装置的减重。论文的主要研究内容如下:(1)工作装置有限元建模。首先利用CATIA软件创建工作装置的三维模型,将其导入Hypermesh软件中对其进行几何简化,几何清理,选取合适的单元对工作装置进行网格划分,建立该工作装置的有限元模型。(2)工作装置静力分析。为了预测工作装置在使用中的疲劳破坏和承载能力,在Hypermesh软件中对工作装置进行正载插入工况、正载掘起工况、偏载插入工况、偏载掘起和动臂举升卸载五种工况下的强度分析,得到其应力和位移云图,并分析工作装置的变形和应力状况,以此评价工作装置的静力特性。结果表明,该工作装置的强度、刚度满足使用要求,具有轻量化潜力。(3)工作装置模态分析。通过模态分析,得出动臂的固有频率以及固有振型,为工作装置是否产生共振提供理论依据,为后续工作装置的优化设计提供了可靠的参考依据。(4)动臂轻量化设计。本文基于灵敏度分析对工作装置进行尺寸优化,其次对动臂进行拓扑优化;再对优化后的模型进行强度、模态校核验证。分析结果表明,动臂在满足性能约束的前提下,尺寸优化后的动臂较之原动臂质量减轻了4.68%,拓扑优化后的动臂较优化前减轻了19.25%,实现了动臂的轻量化,说明本文提供的动臂轻量化思路是可行的,对今后动臂的设计、优化有一定的参考意义。
齐敏杰[2](2017)在《大型液压装载机摇臂结构优化及锻造工艺分析》文中认为摇臂作为大型液压装载机的关键受力构件,对装载机的工作寿命与安全可靠性起着至关重要的作用。目前,铸造成形摇臂重量较大,机械性能不高,严重影响装载机的安全可靠性,已无法满足大吨位装载机的使用要求。锻造成形工艺可在保证制件尺寸特征的同时,大幅度提高强度,采用锻造工艺取代铸造工艺成形摇臂锻件是保证大型液压装载机安全可靠性的有效方法和必然趋势。然而,摇臂体积约为5.8×107 mm3,重量达400 kg,锻造成形工艺复杂,不能简单直接运用现有的锻造工艺进行生产,通过有限元模拟手段开展摇臂锻件结构参数优化设计和成形工艺模拟研究,对后续实际生产具有重要指导意义。本文以大型液压装载机摇臂锻造成形工艺为研究对象,基于铸件与锻件设计原则的不同对摇臂结构进行了相应改进。在不改变摇臂结构安装尺寸、满足使用刚度和强度前提下,以减小摇臂的重量为优化目标对摇臂进行静力分析,采用遗传算法进行了结构参数优化。采用Gleeble-1500D热模拟试验机对摇臂用35Mn B钢进行了高温等温单向热压缩实验,研究其在7901190℃、0.0110 s-1下的变形行为,并构建了其本构方程。在摇臂锻件结构参数优化的基础上,对摇臂锻造成形工艺进行了分析,并基于刚塑性有限元法对摇臂锻造成形过程进行了数值模拟。优化后的摇臂在最大载荷工况下,最大应力与最大偏移量分别为211.24MPa、0.95 mm,均小于摇臂的许用应力和许用偏移量,摇臂重量减少了20.12%,实现了优化目的。通过摇臂成形模拟分析,获得了摇臂锻造模拟成形过程中金属坯料的应力、应变、温度场以及锻锤行程载荷曲线等数据。根据摇臂成形模拟分析结果,并结合结构特征及成形工艺设计了摇臂锻造成形模具和切边模具。采用锻锤对摇臂进行了锻造生产试制,摇臂锻造试制件成形饱满,无明显缺陷,验证了摇臂锻造成形工艺的可行性。通过本文研究,为大型液压装载机摇臂铸改锻结构优化和实际锻造成形工艺的完善提供理论依据。
高华[3](2015)在《装载机铲斗设计》文中进行了进一步梳理装载机铲斗作为用途最广的装载机工作机具,被大量应用在各个工程建设行业。铲斗的工作效率、强度、使用寿命、耐磨性等,都是被广泛关注的。关于这几方面的研究,行业内各生产厂家在装载机发展的不同阶段都作了大量的研究工作,提高工作效率,提高使用寿命。本文从装载机铲斗的实际设计工作出发,以铲斗工况及所受外载荷分析为基础,建立了合理斗形设计的理论方法,为装载机铲斗提高生产能力及工作效率提供了改进方向。根据某企业研发的3t/5t装载机用铲斗的设计要求,建立了有限元强度分析模型,分配了材料条件,对铲斗三维模型进行了网格划分,建立约束条件,施加载荷,进行了有限元分析,得到了铲斗等效应力图及寿命数据,根据分析结果确定了改进方案,并验证了改进后的铲斗强度。根据装载机铲斗典型焊缝形式的设计,结合焊接标准及规范,进行了焊缝结构设计改进,在常用焊缝结构基础上进一步改进了铲斗焊缝的连接强度。对装载机铲斗耐磨性的要求及常用耐磨材料进行了分析,对不同工况下铲斗耐磨零件的磨损机理及常用材料进行了介绍,并对装载机铲斗操作方法与磨损之间的关系进行了分析研究,得出减少磨损、控制使用的成本的操作技巧。最后,对装载机铲斗的常见失效形式进行了分析,为铲斗失效原因的判断及改进方案的确定提供了依据。
彭丹[4](2015)在《装载机工作装置动力学仿真与有限元分析》文中进行了进一步梳理轮式装载机是一种典型的工程机械设备,在公路、铁路、建筑、矿山、水利、码头等工程建设中起着十分重要的作用。装载机常在各种复杂工况下工作,故其结构件容易破损而失效。工作装置作为轮式装载机的核心部件,其强度、可靠性和耐久性将直接影响到装载机的工作性能和工作效率。因此,本文采用先进的现代设计方法对装载机工作装置进行分析研究。首先,对轮式装载机工作装置的基本结构、作业方式和作业工况进行了研究,并对典型工况下的工作装置进行了外载荷计算及受力分析,为后续分析提供基础数据。利用三维建模软件Solidworks建立工作装置的三维几何模型。其次,介绍了多体系统动力学基本理论和方法,研究了装载机工作装置多体系统仿真模型的建立方法,利用ANSYS完成了部分零部件的柔性化,研究了模态中性文件的生成方法。利用多体系统动力学软件ADAMS建立了正载工况下以及偏载工况下工作装置的刚柔耦合模型,并分别对两个系统模型进行动力学仿真,得出正载和偏载两种情况下工作装置关键铰点的受力历程曲线,从而分析出装载机作业过程中的危险工况,为后续有限元分析提供依据。最后,利用有限元分析软件ANSYS,选取装载机作业过程中的六种典型工况,建立了工作装置的有限元模型,并对其进行静力学强度计算,得出各工况下工作装置总体结构及重要零部件的应力、位移分布情况,并得到各重要零部件在各个工况下的危险部位。通过对工作装置施加一定范围内的水平力和垂直力,得到构件不同受力状况下的应力分布情况,同时选取动臂上受力相对较大的几个位置,将各个位置应力与对应外载荷数据进行拟合,得到了相应的应力-外载荷关系,为后期试验载荷谱的编制提供参考。
朱炼兵,饶磊,胡启耀[5](2014)在《基于铸造缺陷信息叠加算法的有限元疲劳分析》文中认为铸件中铸造缺陷破坏材料的连续性,易引起材料局部应力集中和易为疲劳裂纹扩展源。但由于铸造缺陷特征的表征十分复杂,使得目前无法构建含缺陷的力学模型。针对装载机摇臂铸件,采用了有限元网格模型传递及缺陷信息叠加算法,建立了包含铸造缺陷信息的非均质网格模型,在此基础上进行了无缺陷摇臂铸件与含铸造缺陷的摇臂铸件的结构及疲劳对比分析。结果表明:铸造缺陷会在铸件内形成局部应力集中,在相同的加载条件下时,含缺陷的摇臂铸件的应力集中度比无缺陷的摇臂铸件大,且铸造缺陷周围会出现明显的低疲劳寿命区域;在采用脉冲载荷历程情况下,铸件中的缺陷使得该部件疲劳寿命降低1/3以上。
朱昊[6](2014)在《Wa700型装载机工作装置的动力学仿真及静力学有限元分析》文中研究指明用于装运物料的工程机械设备有很多种,而装载机是其中应用最为广泛和普遍的一种,在多种场合都可以看见它的身影。由于用途广泛,应用场合较多,所以装载机会经历在多种繁重、复杂工况下的工作。而多种繁重、复杂工况也会在不同程度上体现在装载机相应零件的损坏的情况,这就对装载机的适应性和其相应的可靠性提出了更严峻的要求。同时,装载机整体而言其工作装置更是直接面对物料以及多种复杂情况进行作业,所以工作装置的工作可靠性成为了装载机设计工作中最为重要的一部分。而针对其重要性,需要对工作装置进行更加深入的研究。研究所使用的方法主要为对工作装置的动力学仿真分析及静力学的有限元分析,找到相应的不可靠的位置,经行优化对以提高装载机作业效率及安全性。本课题以Wa700型装载机工作装置为例,经行相应的动静相结合的分析方法,找出设计中的缺陷点,根据所得到的分析结果结合相关的设计标准、技术要求及生产实际中的发现,对工作装置的相依的零部件进行了优化,改善了工作装置的零部件的设计方案。据此开展一下几方面的工作:1、根据三维实体模型建立及简化的相应的理论,结合动力学仿真和有限元分析的模型的需要,通过UG建立装载机工作装置的动臂、摇臂及连杆等模型。根据实际的装配情况,对模型零件进行相应的装配,为装载机工作装置的动力学仿真和有限元分析研究完成前期的准备。2、根据研究需要结合装载机的实际情况,进行了工作装置作业流程及相应的工作状况的分析,筛选出相应的可能出现危险的典型工作状况。同时,分析并计算了装载机在一个完整的工作循环中受到的外载荷的力,得到装载机受到的偏载情况和正载情况的力的大小。3、根据多体动力学和虚拟样机的相关理论,结合使用已经建立好的三维模型,动力学仿真软件ADASM和有限元仿真软件ANSYS,建立装载机工作装置的刚柔耦合模型,其中最为主要的动臂、摇臂和连杆为柔形体。完成了动力学仿真分析,获得了工作装置的相应零件的动力学受力的实时的数据分析,同时可以更直观的看到动臂、摇臂和连杆的应力应变图。4、根据有限元分析的相关理论结合前面的分析结果,使用ANSYS Workbench对工作装置的核心部件动臂和连杆进行静力学分析,得到了动臂和连杆各自在正载和偏载的情况下产生的应力和应变。再结合前面的动力学分析,找到动臂和连杆各自的危险区域。5、根据机械设计优化原理结合动力学仿真分析结果和有限元静力学分析结果,进行了装载机工作装置动臂和连杆的优化,并对工作装置动臂和连杆的优化结果进行再次的分析验证。
朱炼兵[7](2014)在《基于缺陷信息传递的铸件服役性能预测方法研究》文中研究表明铸件的质量不仅与浇注过程、生产环境密切相关,而且由于合金材料具有复杂的凝固行为和组织结构形态,从而容易导致多种铸造缺陷的产生(如缩孔、缩松、夹渣和热裂等)。但铸造过程中所产生的一些铸造缺陷是无法避免的,尤其是铸件内部的孔洞类缺陷基本上是不能消除的。此外,铸件的孔洞类缺陷只能使用超声探伤等方法检测出,并且在工程运用中往往通过增大其关键部位的尺寸来增加其承载能力,但同时更容易产生铸造孔洞类缺陷。而孔洞类缺陷易引起应力集中,且这些应力集中点往往最终成为铸件疲劳裂纹萌生的起源部位,这样不仅不能有效地提高甚至还会降低疲劳寿命,而且还会造成材料的浪费,最终导致铸件成本的提高。由于铸造缺陷特征的表征十分复杂,使得目前无法构建含缺陷的力学模型。因此大多数研究者对铸件进行结构分析时并没有考虑铸造缺陷对其结构分析的影响,使得模拟分析结果与实际情况有较大差异。本文采用连续切片的方法对铸件进行切片,在此基础上运用了三维重构的方法获取了含孔洞类缺陷的特征的三维模型,提取缺陷信息并将其映射到有限元单元网格模型上,就获取了含孔洞类缺陷的非均质有限元单元网格模型,最终对含孔洞类缺陷信息的非均质有限元单元模型进行了力学及疲劳分析。在此基础上对研究了狗骨型试棒在受拉的情况下以及长板条再受弯的情况下,不同孔洞类缺陷特征(孔隙率、孔洞位置分布特征、孔洞分布范围特征以及孔洞缺陷的形貌和分布特征共同作用)对狗骨型试棒和长板条的力学性能及疲劳寿命的影响规律。本文最后是以摇臂铸件为例,采用有限元网格模型传递及缺陷信息映射相叠加方法,将铸造孔洞缺陷依附于铸件网格模型传递到结构分析软件中,使其结构分析的模型是含有铸造缺陷的模型,进而使分析结果更加符合实际情况。该方法的使用对优化铸件结构及工艺设计,增强铸件可靠性具有很好的指导意义。
张同强[8](2014)在《轮式装载机工作装置优化设计研究》文中指出装载机工作装置是自带转斗油缸和举升油缸的空间多杆机构,是装载机的重要组成部件,主要用来完成装卸作业。工作装置最初的设计方法是类比法和作图试凑法,这两种设计方法相对落后,在过去却起到重要作用,但其缺点也是显而易见的,设计人员需要完成大量艰苦的工作,而且设计过程容易依赖样机,不利于实现创新。因此,装载机生产厂商越来越注重对优化设计方法创新的研究。论文主要就以下几个方面进行研究:(1)阐述装载机工作装置研究的背景与意义,叙述国内外的相关研究现状和研究趋势。指出装载机工作装置的优化设计系统的研究与开发的必要性。(2)介绍工作装置的基本结构以及常见的几种结构类型,明确工作装置设计的要求与主要技术参数。阐述工作装置强度和油缸作用力的求解方法,并对工作状态下工作装置的整体受力以及各组成部件的受力状况进行详细地研究分析。(3)在分析归纳国内外学者关于装载机工作装置研究成果的前提上,根据研究需要,建立起一个可以详细描述工作装置各杆件位置关系的优化模型。明确本文所设计方案的设计变量、目标函数、约束条件,为后期研究做好准备工作。(4)对传统复合形法的基本思路和设计步骤进行论述总结,分析对复合形法进行改进的必要性,介绍几种常见的改进方法。确定优化方案中参数变量、约束要求和最终要实现的目标。最后对工作装置结构进行优化,并利用MATLAB和三维软件的仿真模块优化对结果的准确性进行初步验证。(5)依照系统的开发设计原则,基于VB与MATLAB完成轮式装载机工作装置优化系统的设计、开发与应用。根据系统的优化结果,建立工作装置参数化模型,通过运动仿真和有限元分析,验证系统设计的准确度。(6)对本课题研究过程进行归纳梳理,并对今后需要展开的工作进行展望。
牛家强[9](2013)在《基于CAD/CAE/CAI技术的装载机工作装置及液压系统的研究》文中提出在现代工程建设中,装载机是一种用途非常广泛的铲土运输类机械。装载机的循环作业是通过工作装置的运动来完成的,它的设计在整机设计中占有非常重要的地位。传统工作装置的设计基本沿用类比法进行设计,工作繁琐、设计精度低、周期长,而且要达到产品定型,需要多次反复。通常在对轮式装载机的工作装置进行机构分析时一般采用手工图解法或解析法,采用手工图解法精度较低,使用解析法计算又很复杂,难以了解全部工况的作业性能及负荷变化。要实现工作装置的精确设计,需要现代设计理念和方法。在给定参数和设定条件下,综合所学知识,通过二维绘图软件AutoCAD作图法,确定了装载机关键铰点的位置,设计了反转式六杆工作装置;并运用三维实体建模软件Pro/Engineer创建工作机构的三维模型并进行了虚拟装配;然后利用Pro/E的运动学分析模块中进行了运动学分析,仿真效果良好;接着运用有限元分析软件ANSYS Workbench对动臂进行了有限元分析,确定了动臂在联合铲取工况下的应力状态及位移变化,为动臂的选择和优化打下理论基础;最后利用交互设计工具Flash对工作装置液压系统进行了模拟仿真。论文的研究为装载机液压系统的设计提供了参考依据和一个良好的应用实例。通过运动学仿真、有限元分析及液压系统的模拟动画,缩短了产品研发周期,提升了设计效率,工作机构的综合性能得到显着提高。
王菊[10](2012)在《装载机工作装置机构创新设计方法的研究》文中研究指明铲土运输机械包括推土机、装载机、铲运机、平地机和运土车等几个重要的机种,是工程机械中范围较大用途较广的一个大类。在工程建筑、公共交通、电厂、码头、矿山等现场广泛使用的机械就是装载机,主要原因是在满足作业效率情况下,相对来说装载机的性价比比较高。它可以对煤炭、岩石、硬土等物料进行装取、搬运、卸料和平整散装物料等工作。我公司是我国最早生产轮式装载机的企业之一,公司决定对现有的机械产品进行创新设计,力求在保证产品质量的同时,在产品的外观,结构上有新的突破。针对企业产品升级开发的需要,对装载机工作装置机构进行创新方法研究。本论文以获得装载机工作装置机构新型可行方案为目的,首先介绍了装载机的发展及机构方面的研究,提出本论文的研究方法及步骤。然后介绍了本论文所采用的结构推理方案创新设计方法及机构评价方法。对现有装载机工作装置机构进行了创新设计,在充分研究机构综合理论的基础上,将机构综合问题转化为一般闭链机构综合问题处理,由现有机构运动链一般化得到一个9杆11副运动链;接着运用两自由度运动链型综合得到了36种不同结构类型的9杆11副运动链;根据设计约束评价筛选出满足约束条件的10个再生运动链;将再生运动链具体化为对应的机构,获得9个新型方案解。再运用运动链拓扑特性矩阵对得到的新型方案进行机构的性能评价,得出评价结果,真实的反映了新型方案的优劣特征。此机构创新方法的研究使本企业对其它产品机构方案的创新有规可循,且易于应用和掌握,能方便地获得可供选择的多个方案,还能出现许多不同于原始机构的结构方案,再通过运动链拓扑特性矩阵的分析和评价,对开发出新的机械系统提供了有力的工具。实践证明,这是一种机构方案创新设计的有效方法,为下一步的机构具体部件设计奠定了良好基础。
二、ZL30F装载机摇臂强度有限元计算(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、ZL30F装载机摇臂强度有限元计算(论文提纲范文)
(1)装载机工作装置轻量化设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 轮式装载机国内外研究现状 |
1.2.1 国外装载机发展现状 |
1.2.2 国内装载机发展现状 |
1.3 轮式装载机轻量化研究现状 |
1.4 本文主要研究内容 |
第二章 装载机工作装置受力分析 |
2.1 装载机介绍 |
2.1.1 装载机组成 |
2.1.2 工作装置结构简介 |
2.1.3 装载机工作工程 |
2.2 装载机阻力分析 |
2.2.1 作业方法分析 |
2.2.2 铲掘阻力分析 |
2.3 工作装置受力分析 |
2.3.1 工况的选择 |
2.3.2 载荷的加载方式 |
2.3.3 工作装置外载荷计算 |
2.4 三维建模 |
2.4.1 几何模型简化 |
2.4.2 模型的创建 |
2.5 本章小结 |
第三章 工作装置有限元分析 |
3.1 静态响应分析基本理论 |
3.1.1 强度分析理论 |
3.1.2 强度校核 |
3.2 有限元法的理论基础 |
3.3 有限元法的步骤 |
3.4 HyperMesh软件简介 |
3.5 工作装置有限元模型的建立 |
3.5.1 单元选择及网格划分 |
3.5.2 油缸的模拟 |
3.5.3 铰接的模拟 |
3.5.4 材料属性 |
3.5.5 单元质量控制 |
3.5.6 工作装置整体有限元模型 |
3.6 工作装置有限元分析 |
3.6.1 正载插入工况 |
3.6.2 正载掘起工况 |
3.6.3 偏载插入工况 |
3.6.4 偏载掘起工况 |
3.6.5 动臂举升卸载工况 |
3.7 本章小结 |
第四章 工作装置模态分析 |
4.1 概述 |
4.2 模态分析基础理论 |
4.3 工作装置模态分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 工作装置的优化设计 |
5.1 优化设计的概念 |
5.2 Optistruct结构优化简介 |
5.2.1 Optisruct优化方法介绍 |
5.2.2 Optisruct结构优化三要素 |
5.3 灵敏度分析 |
5.3.1 灵敏度分析数学模型 |
5.3.2 灵敏度分析结果 |
5.4 工作装置尺寸优化 |
5.4.1 设计变量的选取与设定 |
5.4.2 约束条件 |
5.4.3 目标函数 |
5.4.4 优化模型参数设置 |
5.4.5 优化结果处理 |
5.5 工作装置拓扑优化 |
5.5.1 拓扑优化的概述 |
5.5.2 拓扑优化的方法 |
5.5.3 拓扑优化流程图 |
5.5.4 拓扑优化技术路线 |
5.5.5 动臂的拓扑优化 |
5.6 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
(2)大型液压装载机摇臂结构优化及锻造工艺分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 结构优化设计 |
1.2.1 结构优化设计的发展 |
1.2.2 结构优化设计在工程中的应用 |
1.2.3 ANSYS Workbench软件介绍 |
1.3 金属体积成形数值模拟技术 |
1.3.1 金属体积成形数值模拟技术的发展 |
1.3.2 刚塑性有限元法在工程中的应用 |
1.3.3 DEFORM-3D软件介绍 |
1.4 主要研究内容 |
第2章 摇臂锻件结构参数优化 |
2.1 摇臂锻件材料的可锻性分析 |
2.2 摇臂铸改锻结构改进 |
2.3 摇臂锻件结构参数优化 |
2.3.1 摇臂锻件有限元静力分析 |
2.3.2 优化分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 摇臂用 35MnB钢高温变形行为及本构方程 |
3.1 试验材料与方法 |
3.2 试验结果及分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 摇臂锻造工艺分析 |
4.1 摇臂锻造工艺设计 |
4.1.1 下料 |
4.1.2 摇臂公差和加工余量确定 |
4.2 摇臂锻造成形模拟 |
4.2.1 有限元模型建立 |
4.2.2 摇臂终锻成形模拟结果与分析 |
4.3 本章小结 |
第5章 摇臂模具设计 |
5.1 成形模具设计 |
5.1.1 锻模飞边槽、锁扣和燕尾设计 |
5.1.2 成形模块设计 |
5.1.3 摇臂锻模材料选择 |
5.2 摇臂切边模具设计 |
5.2.1 切边模具结构设计 |
5.2.2 切边力计算 |
5.3 摇臂成形模拟结果与实际生产对比 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间的研究成果 |
(3)装载机铲斗设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 装载机铲斗的定义 |
1.2 装载机铲斗分类及其功用 |
1.3 装载机铲斗的结构 |
1.4 装载机国内外研究现状 |
1.5 本文主要研究内容 |
第2章 装载机铲斗工况分析 |
2.1 装载机铲斗外载荷的确定 |
2.2 装载机铲斗受力计算 |
2.3 装载机铲斗约束条件的确定 |
2.4 装载机铲斗分析工况的选取 |
2.5 本章小结 |
第3章 装载机铲斗合理斗形设计 |
3.1 较小的插入阻力 |
3.2 较大的满斗系数 |
3.3 满足一定的容积 |
3.4 较小的回转半径 |
3.5 本章小结 |
第4章 装载机铲斗强度分析 |
4.1 强度分析模型的建立 |
4.1.1 有限元分析模型的建立 |
4.1.2 材料条件的确定 |
4.1.3 划分网格 |
4.1.4 约束条件的建立 |
4.1.5 载荷计算 |
4.2 有限元强度分析结果 |
4.3 铲斗强度校核及结果分析 |
4.3.1 强度校核 |
4.3.2 改进方案 |
4.3.3 结果分析 |
4.4 铲斗寿命校核及结果分析实例 |
4.4.1 有限元分析模型的建立 |
4.4.2 材料条件的确定 |
4.4.3 划分网格 |
4.4.4 约束条件的建立 |
4.4.5 载荷计算 |
4.4.6 有限元强度分析结果 |
4.4.7 强度校核 |
4.4.8 改进方案 |
4.4.9 结果分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 装载机铲斗焊缝优化设计 |
5.1 常用焊缝结构 |
5.2 优化后焊缝结构 |
5.3 本章小结 |
第6章 装载机铲斗的耐磨性 |
6.1 常用耐磨材料介绍 |
6.1.1 铸造耐磨材料 |
6.1.1.1 高锰钢耐磨材料 |
6.1.1.2 合金钢耐磨材料 |
6.1.2 非铸造耐磨材料 |
6.1.2.1 耐磨钢板 |
6.1.2.2 硬面堆焊耐磨钢板 |
6.2 装载机铲斗典型易损件耐磨材料选择 |
6.2.1 斗体板 |
6.2.2 主刃板 |
6.2.3 副刃板 |
6.2.4 斗齿 |
6.2.5 齿座 |
6.2.6 齿尖 |
6.2.7 铲斗底部耐磨板 |
6.2.8 铲斗侧板 |
6.2.9 铲斗侧刃板 |
6.2.10 铲斗侧板外耐磨板 |
6.3 装载机铲斗理论操作方式 |
6.4 本章小结 |
第7章 装载机铲斗典型失效分析 |
7.1 焊缝开裂定义 |
7.2 焊缝开裂类型 |
7.2.1 应力裂纹 |
7.2.2 焊接工艺导致裂纹 |
7.2.3 焊接质量导致裂纹 |
7.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作 |
致谢 |
(4)装载机工作装置动力学仿真与有限元分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 轮式装载机国内外发展现状及发展趋势 |
1.2.1 轮式装载机发展现状 |
1.2.2 轮式装载机发展趋势 |
1.3 工作装置简介及国内外研究现状 |
1.3.1 工作装置结构简介 |
1.3.2 工作装置研究现状 |
1.4 本文的研究内容 |
第二章 装载机作业工况及工作装置受力分析 |
2.1 装载机作业工况 |
2.2 装载机铲掘物料的方法以及铲掘阻力的计算 |
2.2.1 铲掘方法分析 |
2.2.2 铲掘阻力分析 |
2.3 工作装置受力分析 |
2.3.1 计算位置的确定 |
2.3.2 外载荷加载方式 |
2.3.3 工作装置外载荷计算 |
2.3.4 工作装置机构受力分析 |
2.4 工作装置三维模型建立 |
2.4.1 三维模型的简化处理 |
2.4.2 三维模型的建立 |
2.5 本章小结 |
第三章 装载机工作装置刚柔耦合动力学仿真 |
3.1 动力学仿真理论 |
3.1.1 多刚体动力学基础理论 |
3.1.2 多柔体动力学基础理论 |
3.2 工作装置多体系统模型建立方法 |
3.2.1 模型的导入及修改 |
3.2.2 添加约束 |
3.2.3 添加驱动 |
3.2.4 工作装置仿真模型的检验 |
3.2.5 施加载荷 |
3.3 工作装置刚柔耦合模型的建立 |
3.3.1 对称载荷工况下刚柔耦合模型 |
3.3.2 极限偏载工况下刚柔耦合模型 |
3.4 工作装置外载荷及驱动的施加 |
3.4.1 工作装置外载荷的施加 |
3.4.2 工作装置驱动的施加 |
3.5 工作装置动力学仿真 |
3.5.1 正载工况关键铰点受力分析 |
3.5.2 偏载工况关键铰点受力分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 装载机工作装置有限元分析 |
4.1 有限元法概述 |
4.1.1 有限元法求解步骤 |
4.1.2 ANSYS软件简介 |
4.2 工作装置有限元模型的建立 |
4.2.1 液压油缸的模拟 |
4.2.2 铰接的处理 |
4.2.3 材料属性的设置 |
4.2.4 单元选择 |
4.2.5 网格划分 |
4.2.6 边界条件及载荷施加 |
4.3 工作装置的有限元分析 |
4.3.1 正载插入工况有限元分析 |
4.3.2 正载掘起工况有限元分析 |
4.3.3 偏载插入工况有限元分析 |
4.3.4 偏载掘起工况有限元分析 |
4.3.5 动臂水平工况有限元分析 |
4.3.6 动臂举升工况有限元分析 |
4.4 装载机构件应力与外载荷的关系 |
4.4.1 试验工况及应力位置的选取 |
4.4.2 正载插入工况动臂应力与外载荷的关系 |
4.4.3 正载掘起工况动臂应力与外载荷的关系 |
4.5 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(5)基于铸造缺陷信息叠加算法的有限元疲劳分析(论文提纲范文)
1 摇臂铸件的铸造缺陷分析 |
2 摇臂铸件工况与载荷分析 |
3 网格模型传递 |
4 缺陷信息映射 |
5 对摇臂进行结构分析和疲劳分析 |
5.1 对摇臂进行结构分析 |
5.2 对摇臂进行疲劳分析 |
6 结论 |
(6)Wa700型装载机工作装置的动力学仿真及静力学有限元分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 装载机技术发展历史及现状概述 |
1.1.1 装载机技术的发展历史 |
1.1.2 装载机技术发展现状 |
1.1.3 装载机的发展趋势 |
1.2 装载机工作装置的研究现状 |
1.3 装载机工作装置损坏问题 |
1.4 研究的方法与内容 |
1.5 研究的目的与意义 |
1.6 装载机工作装置的主要研究流程 |
2 装 载机工作装置模型的建立 |
2.1 装载机工作装置结构分析 |
2.2 工作装置零部件的简化 |
2.3 装载机工作装置模型的建立 |
2.4 本章小结 |
3 工作装置在Adams中进行仿真分析 |
3.1 ADAMS软件介绍 |
3.2 装载机作业流程分析 |
3.3 装载机的可能发生危险工况 |
3.4 工作装置外载荷分析与计算 |
3.4.1 工作装置外载荷分类 |
3.4.2 外载荷的加载方式 |
3.4.3 装载机工作装置受力 |
3.5 在ADAMS软件中进行工作装置的动力学仿真的理论模型 |
3.6. 刚柔耦合联合仿真的具体实现 |
3.6.1 导出模型并导入ANSYS中划分网格 |
3.6.2 在Adams中建立仿真模型 |
3.7 对仿真模型施加驱动 |
3.8 动力学仿真结果及分析 |
3.8.1 动力学仿真求解器的选择 |
3.8.2 正载工况下的动力学分析 |
3.8.3 偏载工况下的动力学分析 |
3.9 本章小结 |
4 静力学有限元分析 |
4.1 分析软件的选取与优劣的对比 |
4.2 工作装置的有限元分析 |
4.2.1 划分网格 |
4.2.2 施加载荷和约束 |
4.2.3 正载和偏载的有限元结果及分析 |
4.3 本章小结 |
5 装载机工作装置动臂和连杆优化 |
5.1 优化设计方案的提出 |
5.1.1 常用的优化设计方法 |
5.1.2 改进设计优化方案 |
5.2 验证动臂和连杆的优化方案 |
5.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(7)基于缺陷信息传递的铸件服役性能预测方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 孔洞类缺陷对铸件机械性能的影响现状研究 |
1.3 课题来源与研究意义 |
1.3.1 课题来源 |
1.3.2 研究意义 |
1.4 主要研究内容及研究路线 |
1.4.1 主要内容 |
1.4.2 主要研究路线 |
1.5 本章小结 |
第2章 铸件充型成型过程及有限元分析理论模型 |
2.1 引言 |
2.2 铸件充型过程理论模型 |
2.3 铸件凝固过程理论原理 |
2.4 铸件凝固过程缩松缩松缺陷预测 |
2.5 非均质材料的有限元分析理论基础 |
2.6 孔洞类缺陷对力学性能的影响模型 |
2.7 铸件疲劳寿命分析理论模型 |
2.7.1 全寿命模型 |
2.7.2 疲劳累积损伤理论 |
2.8 本章小结 |
第3章 铸造缺陷的三维重构及非均质模型的建立 |
3.1 引言 |
3.2 三维重构的原理 |
3.3 铸件的三维重构 |
3.3.1 二维图片的获取及处理 |
3.3.2 三维重构过程 |
3.3.3 三维数值化模型的建立 |
3.4 非均质模型的建立 |
3.4.1 网格单元的传递 |
3.4.2 孔洞缺陷信息的映射 |
3.5 本章小结 |
第4章 缩松缺陷形态特征对铸件力学性能及疲劳性能的影响研究 |
4.1 引言 |
4.2 不同孔隙率的三维试样的获取 |
4.2.1 不同孔隙率的狗骨型试棒的获取 |
4.2.2 不同孔隙率的长板条的获取 |
4.3 孔隙率对铸件力学性能的影响 |
4.3.1 不同孔隙率的狗骨型试棒的结构分析 |
4.3.2 不同孔隙率的长板条的结构分析 |
4.4 孔隙率对铸件的疲劳性能的影响 |
4.4.1 试棒和长板条载荷历程分析 |
4.4.2 不同孔隙率的狗骨型试棒的疲劳性能分析 |
4.4.3 不同孔隙率的长板条的疲劳性能分析 |
4.5 不同空间分散特征的三维试样的获取 |
4.5.1 不同空间分散特征的狗骨型试棒的获取 |
4.5.2 不同分散系数的长板条的获取 |
4.6 分散系数对铸件力学性能的影响 |
4.6.1 不同分散系数的狗骨型试棒的结构分析 |
4.6.2 不同分散系数的长板条的结构分析 |
4.7 分散系数对铸件疲劳性能的影响 |
4.7.1 不同分散系数的狗骨型试棒的疲劳性能分析 |
4.7.2 不同分散系数的长板条的疲劳性能分析 |
4.8 本章小结 |
第5章 缩松缺陷分布特征对铸件力学性能及疲劳性能的影响研究 |
5.1 引言 |
5.2 不同分布位置的缩松缺陷试样的获取 |
5.2.1 不同分布位置的缩松缺陷的狗骨型试棒的获取 |
5.2.2 不同分布位置的缩松缺陷的长板条的获取 |
5.3 缩松缺陷分布特征对铸件力学性能的影响 |
5.3.1 不同分布位置的缩松缺陷狗骨型试棒的结构分析 |
5.3.2 不同分布位置的缩松缺陷长板条的结构分析 |
5.4 缩松缺陷分布特征对铸件疲劳性能的影响 |
5.4.1 不同分布位置缩松缺陷对狗骨型试棒的疲劳性能分析 |
5.4.2 不同分布位置缩松缺陷对长板条的疲劳性能分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 缩松缺陷表征对铸件力学及疲劳性能的综合影响 |
6.1 引言 |
6.2 不同形态和分布特征缩松缺陷试样的正交实验的设计 |
6.3 正交实验中的力学性能结果分析与讨论 |
6.3.1 不同形态和分布特征缩松缺陷对狗骨试棒的结构分析 |
6.3.2 不同形态和分布特征缩松缺陷对长板条铸件的结构分析 |
6.4 正交实验中的疲劳性能结果分析与讨论 |
6.4.1 不同形态和分布特征缩松缺陷对狗骨试棒的疲劳分析 |
6.4.2 不同形态和分布特征缩松缺陷对长板条的疲劳分析 |
6.5 本章小结 |
第7章 含铸造孔洞类缺陷的装载机摇臂的服役性能分析 |
7.1 引言 |
7.2 摇臂铸件的缩松缺陷研究意义 |
7.3 摇臂铸件的模拟研究和非均质材料模型的建立 |
7.3.1 摇臂铸件的数值模拟研究 |
7.3.2 摇臂铸件缩松缺陷的映射及非均质模型的建立 |
7.4 缩孔缩松缺陷对摇臂铸件的结构分析的影响 |
7.5 缩孔缩松缺陷对摇臂的疲劳性能的影响 |
7.5.1 摇臂铸件的疲劳载荷历程的加载情况 |
7.5.2 非均质网格材料的摇臂的疲劳寿命分析 |
7.6 本章小结 |
第8章 总结与展望 |
8.1 总结 |
8.1.1 论文总结 |
8.1.2 本论文的创新点 |
8.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(8)轮式装载机工作装置优化设计研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 国内外研究现状及未来发展趋势 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.2.3 未来装载机的发展趋势 |
1.3 目前优化设计中存在的不足 |
1.4 本文研究的主要内容及特色 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究特色 |
1.5 本章小结 |
2 轮式装载机工作装置设计 |
2.1 装载机工作装置结构类型 |
2.1.1 概述 |
2.1.2 工作装置结构类型分析 |
2.2 工作装置的设计要求及主要技术参数 |
2.2.1 设计要求 |
2.2.2 主要技术参数 |
2.3 工作装置的强度计算 |
2.4 工作装置油缸作用力的确定 |
2.5 工作装置各部件的受力分析 |
2.5.1 摇臂的受力分析 |
2.5.2 动臂的受力分析 |
2.5.3 连杆的受力分析 |
2.5.4 铲斗的受力分析 |
2.6 本章小结 |
3 装载机工作装置优化设计数学模型 |
3.1 虚拟样机技术简介 |
3.2 工作装置虚拟样机的实现方法 |
3.3 优化设计的数学模型 |
3.3.1 设计变量的确定 |
3.3.2 建立目标函数 |
3.3.3 约束条件的确定 |
3.4 本章小结 |
4 复合形算法在装载机工作装置研究中的应用 |
4.1 复合形法基本思想与设计应用过程 |
4.1.1 基本思想 |
4.1.2 设计应用过程 |
4.2 优化结果 |
4.3 对优化结果的检验 |
4.3.1 铲斗举升平动性分析 |
4.3.2 装载机工作装置各个杆件运动变化情况 |
4.4 本章小结 |
5 轮式装载机工作装置优化设计系统的实现 |
5.1 系统设计 |
5.1.1 系统设计的主要过程 |
5.1.2 系统现代设计方法 |
5.1.3 系统开发工具 |
5.2 系统的体系结构 |
5.3 优化设计系统框架组成及子模块的构图 |
5.3.1 优化设计系统框架组成 |
5.3.2 优化设计系统子模块示意图 |
5.4 优化设计系统分模块应用举例 |
5.4.1 历史记录查询 |
5.4.2 制定新方案 |
5.5 系统的准确性验证 |
5.5.1 优化方案 |
5.5.2 对优化结果进行动力学分析验证 |
5.5.3 对优化结果进行有限元分析验证 |
5.6 本章小结 |
总结与展望 |
论文总结 |
论文展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表和已录用的学术论文 |
攻读学位期间参加的科研项目和取得的成果 |
(9)基于CAD/CAE/CAI技术的装载机工作装置及液压系统的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 本课题来源及研究意义 |
1.2 国内外研究概况分析 |
1.2.1 装载机国内外发展现状 |
1.2.2 国内装载机工作装置研究现状 |
1.3 现代设计方法 |
1.4 本课题研究内容和技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
1.5 论文结构 |
第二章 装载机工作装置设计理论分析 |
2.1 装载机工作装置设计要求 |
2.1.1 概述 |
2.1.2 装载机工作装置作业过程 |
2.1.3 装载机工作机构设计要求 |
2.2 铲斗设计 |
2.2.1 铲斗结构形式的选择 |
2.2.2 铲斗基本参数的确定 |
2.3 工作装置连杆系统设计 |
2.3.1 设计内容及设计相关要求 |
2.3.2 工作装置连杆机构的类型 |
2.3.3 工作装置连杆机构选择及分析 |
2.3.4 尺寸参数设计的图解法 |
2.4 本章小结 |
第三章 装载机工作装置三维建模及仿真 |
3.1 Pro/E软件简介 |
3.2 机构设计及三维建模 |
3.3 工作装置整体装配 |
3.3.1 零部件装配 |
3.3.2 装配分解图 |
3.4 工作装置仿真分析 |
3.4.1 工作装置模拟仿真 |
3.4.2 部件干涉检查 |
3.5 本章小结 |
第四章 装载机工作装置有限元分析 |
4.1 工作装置静力学分析 |
4.1.1 外载荷的确定原则 |
4.1.2 外载荷的计算 |
4.1.3 工作装置的受力分析 |
4.2 有限元技术概述及ANSYS软件介绍 |
4.2.1 有限元技术概述 |
4.2.2 ANSYS软件介绍 |
4.3 动臂有限元分析 |
4.3.1 分析假设及软件的选择 |
4.3.2 动臂有限元模型建立 |
4.3.3 动臂有限元结果分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 装载机工作装置液压系统动态模拟 |
5.1 装载机液压系统 |
5.2 Flash技术概述 |
5.3 工作装置液压回路系统设计 |
5.3.1 工作装置液压系统概述 |
5.3.2 虚拟液压回路系统的元件层次结构 |
5.4 Flash虚拟工作装置液压回路系统的建立 |
5.4.1 基本液压元件的制作 |
5.4.2 液压回路系统的构建 |
5.4.3 交互控制程序的编制 |
5.5 液压回路动态模拟 |
5.6 本章小结 |
第六章 论文总结及展望 |
6.1 总结 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
(10)装载机工作装置机构创新设计方法的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 装载机的发展概况及趋势 |
1.2.1 装载机发展概况 |
1.2.2 装载机发展趋势 |
1.3 机构的研究 |
1.4 工作装置设计方法介绍 |
1.5 方案设计方法介绍 |
1.5.1 实例类比推理法 |
1.5.2 特征匹配法 |
1.5.3 特征状态空间法 |
1.5.4 图论法 |
1.5.5 颜氏机构设计法 |
1.6 本论文的研究方法及内容 |
2 机构方案设计简介 |
2.1 结构推理创新设计方法 |
2.2 运动链的评价准则 |
2.3 机构的拓扑特性描述 |
2.3.1 机构的运动学特性 |
2.3.2 机构动力学特性 |
2.3.3 运动链传动效率 |
2.4 小结 |
3 装载机工作装置机构方案创新设计 |
3.1 装载机的用途及工作原理 |
3.1.1 装载机的构造和分类 |
3.1.2 装载机的工作装置的组成 |
3.2 创新设计装载机工作装置机构方案 |
3.3 运动链一般化 |
3.3.1 机构运动链一般化的步骤 |
3.3.2 二自由度运动链的型综合 |
3.3.3 九杆运动链型综合 |
3.3.4 工作装置运动链的约束 |
3.4 创新设计机构结构方案 |
3.4.1 特定化运动链 |
3.4.2 运动链评价与筛选 |
4 机构的性能评价 |
4.1 工作装置创新机构的性能评价 |
4.1.1 待选机构的评价数据 |
4.1.2 分析评价 |
4.2 小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
四、ZL30F装载机摇臂强度有限元计算(论文参考文献)
- [1]装载机工作装置轻量化设计[D]. 李晨昱. 长安大学, 2018(01)
- [2]大型液压装载机摇臂结构优化及锻造工艺分析[D]. 齐敏杰. 河南科技大学, 2017(01)
- [3]装载机铲斗设计[D]. 高华. 青岛理工大学, 2015(06)
- [4]装载机工作装置动力学仿真与有限元分析[D]. 彭丹. 长安大学, 2015(02)
- [5]基于铸造缺陷信息叠加算法的有限元疲劳分析[J]. 朱炼兵,饶磊,胡启耀. 机械科学与技术, 2014(07)
- [6]Wa700型装载机工作装置的动力学仿真及静力学有限元分析[D]. 朱昊. 内蒙古科技大学, 2014(03)
- [7]基于缺陷信息传递的铸件服役性能预测方法研究[D]. 朱炼兵. 南昌大学, 2014(01)
- [8]轮式装载机工作装置优化设计研究[D]. 张同强. 青岛科技大学, 2014(04)
- [9]基于CAD/CAE/CAI技术的装载机工作装置及液压系统的研究[D]. 牛家强. 北京邮电大学, 2013(11)
- [10]装载机工作装置机构创新设计方法的研究[D]. 王菊. 大连理工大学, 2012(S1)