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1、,單擊此處編輯母版標題樣式,*,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,畢業(yè)論文答辯,姓名：,論文題目：裝載機動臂機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計及,有限元分析,2,1,3,4,5,緒,論,研究方法與思路,裝載,機工作裝置的三維繪制,裝載機動臂的有限元分析,結(jié)論,6,致謝,時代的,發(fā)展對,機械結(jié)構(gòu)的要,求是,越來越高，不只要求施工機械有較高的承載作用。而且人們還期望機械有高的使用壽命，并且少使用材料少花錢，減少開支。最終達到可靠的強度,之外還能,擁,有,更可靠地結(jié)構(gòu)。,1,、緒論,輪式的裝載機是施工場地中里最常見的用來鏟運材料的工具。裝載機的產(chǎn)品在國民基礎(chǔ)建設(shè)如公路、水利、礦山、碼頭、鐵路等
2、的施工中使用的相當普及,。,例如,進行,一些并不復雜的整理,工作，,大多數(shù)時候都是用來運送散體材料,。不但轉(zhuǎn)場靈活,，,操作,也方便,，,是施工機械設(shè)備,中實用,的產(chǎn)品,。,大臂是這個機械的關(guān)鍵構(gòu)件，大臂,設(shè)計,壞,對,工作裝置的性能和壽命有直接的影響。在裝運材料的時候，如果結(jié)構(gòu),不可靠,很,容易,被,破壞，,故而很多設(shè)計人員對動臂的問題都很重視。,該,課題,用裝載機,的動臂為例子進行分析和設(shè)計，先對動臂進行結(jié)構(gòu)的設(shè)計，然后,再,進,行,有限元分析，得出結(jié)果然后再改進并作出了改進以后的分析,。,研究方法與思路,文中用,ANSYS Workbench,軟件對裝載機動臂進行有限元分析，并且,根據(jù),
3、求解,結(jié)果,得出了結(jié)構(gòu),的,應力,和,變形分析結(jié)果，分析了動臂工作時的危險點和集中應力危險區(qū)域，并根據(jù)分析,結(jié)果,得出結(jié)論,。在分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，對裝載機動臂進行改進，從而得到更加可靠的結(jié)構(gòu)。,3,、,裝載,機工作裝置的三維繪制,大臂,鏟斗,搖臂,連桿,車架,車輪,爆炸圖,組裝圖,對動臂進行有限元分析需要使用有限元分析軟件，我們使用,ANSYS,Workbench,軟件，這里使用的是靜力學分析模塊。,打開,ANSYS Workbench,工作,界面以后,，選擇靜力學分析項目，然后導入三維模型。在導入三維模型時需要把三維模型重新保存,為,IGS,格式,，,后,再導入,。,對導入的三維零件進行有限
4、元分析需要進行網(wǎng)格劃分，添加材料，施加約束和載荷，求解等步驟。,裝載,機動臂的有限元分析,從左側(cè)區(qū)域選中需要的模塊拖拽到項目視圖里，就會出行圖中的項目條框,導入三維圖形，操作如下左圖所示，然后雙擊打開,Mold,，彈出的窗口如右圖，如此便完成圖形的導入。,在線性靜力結(jié)構(gòu)分析當中，材料屬性只需要定義楊氏模量和,泊松比，,16Mn,的楊氏模量和,泊松比為,=0.31,，,E=2.121011Pa,，密度,7.85Kg/m3,，,屈服強,345MPa,，添加到材料庫中。,材料添加完成以后，大臂就會變成這種顏色,然后就是對動臂進行網(wǎng)格的劃分，點擊左側(cè)的,Mesh,，下方會彈出網(wǎng)格設(shè)置選項，對相應的選項
5、進行設(shè)置，一般只需要設(shè),Relevance,和,Element Size,兩項。,然后選擇,Mesh Control,中的,Method,，選中需要劃分網(wǎng)格的實體，模型就會顏色變化，點擊更新按鈕網(wǎng)格劃分完成。,根據(jù)偏載一側(cè)的受力,的結(jié)果，對動臂各個鉸點進行,約束，并對偏載一側(cè)的鉸點施加載荷,施加約束和載荷時施加到鉸孔,的內(nèi)表面,。用,Remote Displacement,進行約束，可以設(shè)置不同方向的自由度。鉸孔的約束只,設(shè)置約束,X,、,Y,方向的自由度，并釋放繞著,Z,方向軸轉(zhuǎn)動的自由度。,求解，得到位移云圖，應力云圖，安全因數(shù)圖，左圖為位移圖。,左,圖為應力云圖，圖中淺藍色區(qū)域所處的應力
6、區(qū)間超過了材料的屈服強度，可能會出現(xiàn)變形和破壞。,左圖為安全因數(shù)圖，圖中紅色的部分安全因數(shù)小于,1,，是可能發(fā)生破壞的地方。,改進后的動臂結(jié)構(gòu),改進后動臂的最大位移與改進前的相比降低了,4.79mm,。紅色區(qū)域的面積大部分消失。,改進后淺藍色區(qū)域基本消失，應力都小于屈服強度,(1),在,進行設(shè)計時，了解了工作裝置的基本結(jié)構(gòu)、作業(yè)方式還有工作的工況,。,(2),用,CATIA,創(chuàng)建了裝載機的三維幾何模型。,(3),在用,ANSYS Workbench,對初次設(shè)計的動臂進行有限元的靜力學分析后，得到了該部件的應力云、位移云圖、安全因數(shù)圖,。,結(jié) 論,(4),通過對分析后得到的各種云圖的解讀，找到了在偏載工況下動臂一側(cè)最大應力集中區(qū)域，位移變形最大的區(qū)域,和結(jié)構(gòu),容易發(fā)生破壞的地方,。尤其,是在各鉸點及靠近鉸點的支撐附近變形最大。而通過應力圖及安全因數(shù)圖也可以發(fā)現(xiàn)，在動臂的下半部分以及各鉸點鉸接位置時危險區(qū)域，其數(shù)值已經(jīng)超過了材料的應力極限，容易發(fā)生疲勞破壞和斷裂現(xiàn)象,。,(5),改進后的大臂應力和變形明顯,減小。,兩年中,還得到眾多老師關(guān)心支持和幫助，在此，謹向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意,！,感謝,各位老師百忙之中抽時間對本文進行審閱，評議和,參與論文答辯。,致 謝,
裝載機動臂機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計及有限元分析
