工程车辆支撑机构的简化分析法.pdfVIP

学兔兔 工程车辆支撑机构的简化分析法 口 邓 彪 口 刘志斌 口 谢世惠 三一重工研究院 北京 102200 摘 要：工程车辆的支撑机构是其核心承载部件，直接影响整车的安全性和稳定性，因此，对其进行力学性能分析是非 常有必要的。根据其受力特点，提出一种简单的适应予所有工程车辆支撑机构的有限元分析方法，并结合实例进行详细阐 述，计算结果表明，分析方法实用可靠，能为支撑机构的设计研究提供合理依据。 关键词：工程车辆 支撑机构 有限元分析 中图分类号：U46；0241．82 文献标识码：A 文章编号：1000—4998(2010)12—0007—02 支撑机构是212程车辆的核心部件之一，其主要作 用是将整车稳定地支撑在地面上 ，它直接承受整车的 负载力矩和重量。因．ttL~ 须具有合理的结构形式 、足 够的力学性能和有效的支撑范 围，以保证其承载能力 和整车的抗倾 翻能力 ，确保工作时的安全稳定性 。通过 有限元分析技术 ，可在设计 阶段就对支撑机构的各种 力学性能进行仿真分析 ，得到较理想的结构形式 ，从而 缩短研发周期，降低研发成本。目前，较常采用的分析 方式是建立整车模型进行计算，但由于工程车辆的结 构复杂 、模型量大 ，导致分析周期较长 ，并且x,／计算机 硬件的要求较高。基于此 ，本文提 出一种简单的分析方 法，其主要思想是：仅建立支撑机构的实体模型及与其 相关联部件 的局部模型 ，在加载边界条件时 ，对关联部 件的某些面进行约束，将正常的力的传递方向反过来 ， 通过在支撑机构与地面接触处施加支撑反力来进行分 析计算，该方式计算既保证了求解精度，又大大减少了 件中进行几何处理 ，比如去除一些对计算结果无影响 计算量和计算时间，降低了X,／计算机硬件的需求。 的小几何、小零件 ，并根据实际情况对焊缝处进行处 理，将实际焊接在一起的零件进行合并，对某些在工作 1 有限元分析 状态时可近似认 为是焊接在一起 的零件也进行合并 。 有限元分析一般包括前处理 、求解及后处理 3个 为便于在加载边界条件时能尽量模拟真实工况，保证 过程 ，其 中前处理主要包括几何模型的处理 、网格划 最终计算结果的准确度 ，需对与支撑机构相连的部件 分 、边界条件加载及材料定 义等 ，后处理主要是利用 也进行局部建模 ，对于实例中的前支腿来说 ，除需分析 CAE软件 自带的后处理模块对 分析结果进行 直观显 的支腿模型外，还需对与其关联的部件固定塔座及展 示 ，如显示结果云图、变形图 、平面曲线 图等 ，并根据最 开油缸 (油缸可看成是一个刚性杆件 )按实际尺寸进行 后 的分析结果撰写分析报告 (本文只关注应力云图)， 建模 ，并将完成后 的各模型按工作状态时的位置关系 具体流程如图 1所示 。由于不同工程车辆 的支撑机构 装配好，如图2所示，其中支腿滑道为固定塔座部件中 虽然结构不 同，但作用基本一致 ，因此，为能更好地阐 与前支腿相关联的部分。 述文中所述方法 ，将以某种特定工程车辆的前支腿 (支 边界条件的定义包括添加接触关系、定义约束、施 撑机构的一部分)作为分析实例来进行说明。 加载荷及确定计算工况等 …，这是整个有限元计算中 1．1 前 处理 最关键的步骤 ，其合理性对计算结果的准确度有直接 由于 CAE分析软件的几何功能普遍偏弱，因此， 影响。对于不同的 CAE软件 ，定义边界条件和生成网 几何模型在导入 CAE分析软件前 ，可在三维 CAD软 格的顺序可能会不一致 ，比如在 ABAQUS中没有特殊 收稿日期：20lO年7月