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装载机驱动桥桥壳有限元分析与优化设计

作　者: 葛亚宁
导　师: 寇尊权；高晔
学　校: 吉林大学
专　业: 机械工程
关键词: 装载机前驱动桥桥壳有限元分析优化设计
分类号: TH243
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

小型装载机是一种国际通用的小型工程机械产品,是全球工程机械市场上非常受青睐的产品之一,特别是在中国等发展中国家和地区,数量众多。装载机驱动桥是小型装载机的重要部件,是小型装载机整机性能的重要组成部分。小型装载机整机体型较小、结构紧凑,所以装载机驱动桥结构也较为复杂且紧凑,整机的所有零部件如发动机、驾驶室、动臂、油缸、覆盖件等都是以驱动桥作为承重基础的。所以,小型装载机驱动桥的结构是否合理,强度是否满足作业工况,是一个很有价值的研究课题。本课题以徐工集团徐州徐工特种工程机械有限公司LW18系列小型装载机前驱动桥ZLQ20A为研究对象,利用国际著名的大型通用有限元分析软件ANSYS,根据小型装载机驱动桥的实际作业工况,建立有限元分析模型,确定各典型工况下驱动桥的载荷并进行分析,掌握驱动桥各部分的位移和应力分布规律,整体研究小型装载机驱动桥的强度和可靠性,通过对小型装载机驱动桥的有限元分析,可以为公司以后同类型产品结构件设计参数的确定、提高系统动静态性能、降低成本,提供科学的依据和实践的基础,为以后新产品的开发和设计提供理论基础。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-23
  1.1 国内装载机行业的发展和现状  8-13
    1.1.1 国内装载机行业的发展阶段  8-10
    1.1.2 国内装载机驱动桥的历史变革  10-12
    1.1.3 国内装载机驱动桥发展现状  12-13
  1.2 装载机驱动桥的结构及性能特点  13-21
    1.2.1 装载机驱动桥的系统组成  16-17
    1.2.2 装载机驱动桥的性能特点及典型工况  17-18
    1.2.3 装载机驱动桥壳体的结构  18-21
  1.3 本课题研究的内容及意义  21-23
    1.3.1 课题研究的主要内容  21
    1.3.2 课题研究的意义  21-23
第二章有限元法原理及发展应用  23-34
  2.1 有限元法概述  23-24
  2.2 有限元法发展过程  24-26
  2.3 有限元法基本思想  26-27
  2.4 有限元法基本原理  27-31
    2.4.1 弹性力学问题的基本方程  27-29
    2.4.2 壳体问题的有限元法  29-30
    2.4.3 有限元分析方法在驱动桥壳设计中的应用  30-31
  2.5 ANSYS 有限元分析软件介绍  31-33
  2.6 本文的主要研究内容  33-34
第三章装载机驱动桥桥壳静力学载荷分析  34-43
  3.1 静力学分析介绍  34-35
    3.1.1 结构的离散化(划分网络)，建立计算模型  34
    3.1.2 单元分析  34-35
  3.2 装载机驱动桥壳体的结构分析特点  35-37
  3.3 装载机前驱动桥壳体典型工况确定及受力分析  37-39
  3.4 几种典型工况  39-42
    3.4.1 驱动桥壳静力分析的工况  39-41
    3.4.2 加载与约束处理  41-42
  3.5 本章小结  42-43
第四章装载机驱动桥壳体建模  43-51
  4.1 CAD 介绍  43-45
  4.2 Pro/ENGINEER 三维建模软件介绍  45-47
  4.3 驱动桥桥壳有限元模型的建立  47-50
    4.3.1 驱动桥桥壳的结构特点  47-48
    4.3.2 驱动桥桥壳三维实体建模原则  48-49
    4.3.3 驱动桥桥壳三维实体模型建立  49-50
  4.4 本章小结  50-51
第五章装载机驱动桥桥壳有限元分析  51-69
  5.1 装载机驱动桥壳体的模态分析  51-54
    5.1.1 创建驱动桥壳体有限元模型  51-52
      5.1.1.1 定义材料属性  51-52
      5.1.1.2 定义单元类型  52
    5.1.2 有限元网格划分  52-54
  5.2 三种使用工况的有限元模拟  54-63
    5.2.1 驱动桥桥壳垂直载荷强度模拟  54-57
    5.2.2 驱动桥桥壳垂直载荷、水平牵引强度模拟  57-60
    5.2.3 驱动桥桥壳垂直载荷、制动力矩强度模拟  60-63
  5.3 有限元结果分析  63
  5.4 装载机驱动桥壳体的模态分析  63-64
  5.5 装载机驱动桥壳体优化设计及改进  64-66
  5.6 装载机驱动桥壳体优化设计验证  66-68
  5.7 本章小结  68-69
第六章总结与展望  69-70
  6.1 总结  69
  6.2 展望  69-70
参考文献  70-73
作者简介  73-74
致谢  74

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