基于WorkBench全地形车车架结构动静态分析

基于WorkBench全地形车车架结构动静态分析 Vol. 8 No. 1第 8 卷第 1 期 ( )沈阳 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院学报自然科学版2 0 1 2 1 年 月 Jan, 2012 Journal of Shenyang Institute of Engineering( Natural Science) WorkBench基于全地形车车架结构动静态分析 白斌 ( ,110136)沈阳工程学院 机械工程系沈阳 / E 3D ,WorkBench ,: Pro 摘 要利用 软件建立全地形车车架 模型再导入有限元分析软件 中对车架结构按照实际载荷 、,,与约束情况进行应力变形及模态分析验证了该结构 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的合理性全地形车车架的优化设计和进一步研究提供了理 , 论设计依据 : ; ; ; 关键词全地形车有限元分析强度模态分析 , 1603( 2012) 01 , 0086 , 04: TP391: 1673 : A中图分类号文章编号文献标识码 、全地形车的车架是发动机车身及其他专用系统根据它结构变化的复杂程度以及承力情况来划分 , 、、、,与设施的安装基础和关键承载部件车架的强度刚度 平坦的大平面曲率变化小的 元对于较长的杆件 ; 、会影响全地形车各种构件的使用寿命和车辆操纵的稳 面 规则 编码规则下载淘宝规则下载天猫规则下载麻将竞赛规则pdf麻将竞赛规则pdf 几何体结构可以适当加大单元的尺寸对于 , ,,定性因此有必要验证车架结构的强度和刚度以保 些变化较为复杂的结构或小尺寸的承力结构如螺纹孔,证车架的工作性能 ,; 等只能缩小单元尺寸对于一些初步分析属于大应 ,部位的单元结构要进一步细化 1 车架建模3 mm , 由于该车架结构采用的是 厚圆形钢管 ,8 虑有限元车架模型的实际受力情况建模时采用 点 1. 1 车架三维建模SOLD185 ,I单元自由网格的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 进行网格划分 1 630. 6 mm,589. 43 mm,某全地形车车架长 宽 高 603. 41mm,,200GPa,5:15 mm,135574材 质 为 钢弹 性 模 量密 度元尺 寸 控 制 为 共 计 个 节 点3 7. 85 kg / mm,0. 3,250 MPa,, 58 659 泊松比 屈服强度极限 抗最终建立的车架有限元网格模型及个单元 460 MPa, ,1 ,拉强度极限 为了得到精确的分析结果对模 标系情况如图 所示 ,,Pro / E 型进行了简化忽略了一些次要的部件并利用 软 ,件建立了车架的三维模型再将其导入有限元分析 软,1, WorkBench, Pro / E WorkBench 件 中由于 与 系统 容差 ,WorkBench 的不同对导入到 环境的模型进行了 部分 , , 修正模型修正的基本原则是充分体现实际结构尽可 ( ) 能详细模拟连接部位容易出现应力集中与主 要承 ,力结构 ,2, 1. 2车架有限元分析模型的建立 车架有限元模型的单元数量和尺寸对分析结果的 , ,精度和正确性有决定性的影响单元数过少尺寸过 ,,大会形成较差的网格造成计算精度下降甚至分析结 ; ,,果完全失真单元数过多尺寸过小计算精度不会有 ,,明显变化但却会导致计算机计算效率过低甚至出现 1 , 图 车架结构有限元模型计算量过大无法求解的情况对于每个具体的零件应 , 06 , 27: 2011 收稿日期: ( LGQN , 1022)基金项目沈阳工程学院科技基金项目 : ( 1979 ,) ,,,,,作者简介白 斌 男沈阳人讲师硕士 1. 30. 64 mm,载荷及边界条件最大应力出现在与水平弯曲工架最大位移 ,, 在进行有限元分析之前需定义载荷和边界条件该 ,224. 36 MPa, 况相同的位置数值为 该处应力之所以 、车车体所承受的载荷有覆盖件质量发动机及附件 质 ,小于水平弯曲工况的原因是右前轮被释放后弯曲应、, 量驾乘人员质量和货物质量及车架自身质量对于 车 , 力减少与扭转应力综合作用的结果最大应力小于允,WorkBench 架的自质量只需在 软件的前处理程 序 ,, 许值整个结构的应力与变形处于安全范围内极限扭———,材料属性中输入相应的材料密度加载时施加 重 3 ,转工况应力分布如图 所示,力加速度载荷程序便可根据结构的体积自动将自 质 , 量载荷的信息计入总载荷进行计算驾乘人员质量 以 ,匀布载荷的形式施加在座椅与车架的接触部位覆 盖 、件质量发动机及附件质量和货物质量则以匀布载 ,荷的形式施加在与其接触的车架结构上各载荷具体 1, : 、,数值见表 其边界条件为对前后轮进行约束约束 、,位置为车架与前后轮悬架的连接处 1 表 车载载荷情况 / N载荷数值 2 000人 发动机及附件 700 、前后覆盖件 50 2 图 水平弯曲工况应力分布 后货架货物 450 2车架有限元分析 ,考虑到车体结构和道路状况的复杂性这里将研 、、、究水平弯曲极限扭转紧急制动单桥承载及自由模 ,态工况 2. 1 水平弯曲工况 水平弯曲工况主要是模拟全地形 车在满载状态下 ,水平匀速直线行驶的情况其受载情况与满载静弯曲 ,, 、工况相同计算时前后轮全约束从分析结果看车架 ,0. 608 mm, 变形不大最大位移 最大应力出现在前斜 3 图 极限扭转工况应力分布,254. 1向纵梁与上纵梁衔接处的连接螺栓上数值为 紧急制动工况 MPa,2. 3产生的原因主要是由于人的重力引起上纵梁弯 ,, 曲造成联接螺栓处承受较大剪应力所致此处螺栓联 当满载的全地形车在行驶过程中遇到紧急情况时 ,接采用绞制孔用螺栓联接所受应力小于螺栓的许用 ,0. 8,需要紧急制动取最大附着系数为 则最大的制动 2 ,,3 应力从整体结构的应力来看较其他 种静力学工 a = ,8 m / s, 加速度为 考虑前后车轮不抱死的情况,,,况水平弯曲工况应力是最小的在该工况下结构安 ,,在载荷相应的位置施加惯性制动力前轮全约束后轮, 2 ,全水平弯曲工况应力分布情况如图 所示 ,, 约束垂直和纵向自由度释放其他自由度结果显示 0. 547 mm,,车架最大位移 说明车架变形不大最大应 2. 2极限扭转工况 173. 22 MPa,力 位置是下后横梁与后竖直梁的连接 88 ? ? 8 第 卷( )沈阳工程学院学报自然科学版 M、C、K 、2. 4,X ; 单桥承载工况分别为质量阻尼式中为广义坐标矩阵 ? 当车辆在行使过程中以一定车速翻越特定高度障 ; X、X; F 刚度矩阵分别为速度和加速度向量为简 ,,碍物时某一瞬间后桥会承担整车的所有载荷为了研 ; t , ,谐 荷的幅值向量为时间这是一个耦合方程组 ,究这一工况整个车架的受力状况对后桥瞬间承担整 , 求 微分方程即为解耦的过程模态分析即是根据系 , ,车的所有载荷时做分析车架处于满载状态后轮全约 ,统 特征方程组求解系统固有频率和固有振型对无,, 束前轮释放并施加轮胎与前悬架质量由分析结果可 ,阻 系统其特征方程组为 ,22 mm,4 1. 知车架的最大位移 是 种工况中最大的一 2 ( 2K , M 0 =ω , 240. 99 Pa,M个最大应力 位置及产生原因同紧急制 ,( , 式中 为振型矩阵对于无阻尼系统有限元分析,, 动工况但应力值大于紧急制动工况从整体来看该工 ( 2 ) ,是要求解特征方程式 得到特征值 ω 即固有 ,况是应力最大的工况但最大应力小于车架材料的屈 ,3, ,率,, 服极限应力与变形符合结构安全要求单桥承载工况 ,Lanczos 取消所有约束和载荷的作用利用 法 5 ,应力分布情况如图 所示 4 ,,取车架的前 阶弹性模态由于是自由模态分析 ,2 忽略刚体模态其固有频率和振型特征如表 所示 6 ,其中一阶侧向弯曲振型如图 所示 ,模态分析的结果表明该车架的整体固有频率 ,,,不是很高说明该车架的动刚度值较小但是当车 ,和车身壳体等其他结构装配成整体后刚度则可大 ,提高 2 4 表 车架的前 阶固有频率和振型特征 / zH阶数固有频率 振型特征 112127. 一阶侧向弯曲 一阶垂直弯曲 2 30. 638 4 图 紧急制动工况应力分布一阶纵向扭转 3 52. 329 + 一阶扭弯 弯曲 4 80. 045 5 图单桥承载工况应力分布 6 图一阶侧向弯曲振型5 2. 自由模态 3结论 ,模态分析用于确定系统的振动特性即结构的固 , 有频率和振型它们是承受动态载荷结构设计中的重 : 通过有限元计算分析可得出以下结论? 车架 ,,要参数同时也可以作为动力学分析问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的起点它更 ; 计满足强度和刚度设计要求? 车架钢管在非连 是进行模态叠加法谐响应分析和瞬态动力学分析所必 MPa,,100 具有进一步优 的区域应力较小大部分小于 ,需的前期分析过程 ; 潜力? 虽然车架结构中所有应力都小于车架材 的 ,车架结构的有限元分析就是将车架结构离散,,屈服强度极限但是部分钢管之间的连接区域应 大, ,化离散化的车架结构是一个多自由度的弹性系统其,具有应力集中现象可以通过增大横截面积和采 加强振 动微分方程为 ; , 筋等工艺措施加以解决? 车架动刚度较小以通 ,过增大横截面积等改良结构措施加以解决 ? MX+ CX+ KX = ( 1) F( t) J,, ,2008( 11) : 91 , 93,,机械工程师 计参考文献 ,3, , ,J,, 朱茂桃全地形车车架的动态性能分析与减振研究中,1, , ANSYS Workbench 12 ,M,,浦广益基础教程与实例详解 ,2008,19( 12) : 1508 , 1511,国机械工程 北京: 中国水利水电出版社,2010, ,2, 白 斌,王 勇, 后装式压缩垃圾车有限元分析及优化设 Static and Dynamic Characteristic Analysis of ATV on WorkBench BAI Bin ( Shenyang Institute of Engineering,Shenyang 110136,China) Abstact: The 3D modeng of ATV frame s but up wth the software rPo / E,then export to the softwareW orkBench, rliiili which is used for structureF EA, According to thel oad and restraint requirement,we analyzed the stressand the deforma- tion of the frame,and use modal analysis to determine the vibration characteristics, So we verify the rationality of the frame, Some principles are put forward contributing to thep reliminary design modification of the ATV frame,Key words: ATV; finite element analysis; stress; modal analysis ()责任编辑 刘 珂 櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔 (61 )、,上接第 页功率技术变得更为完善从而实现对汽轮机的转速门所增加的流量刚好与关小阀门所增少的流量相等 ,汽压等最终目标的控制为汽轮机阀门管理精度的提,,时则转换过程中流量没有变化汽机负荷与锅炉主汽 ,高打下了坚实的基础 ,压力均不会发生扰动 参考文献 ,1, ,,H E , ,M,, : 美梅里特液压控制系统北京科学出版社 7总结1976, ,2, , ,,, : ,1980,M王春行液压伺服系统北京机械工业出版社 汽轮机数字电液调节系统阀门管理是一个重要的 ,3, , ,M,, : 马承民汽轮机调节及保护系统沈阳东北大学出版,研究课题它直接关系到机组的整体性能和效率的提 ,1995,社 ,,高计算机技术在电厂中的广泛应用使数字电液调节 Discussion on DEH control system of 300 MW unit in yuanbaoshan power plant LIU Jianhua - ( Department of Power Generation Management,Yuanbaoshan Power Generation Company Limited,Chifeng 024070,China) Abstract: DEH,the digital electro-hydraulic control system of turbine,is composedof computer control part and hydrau- lic system,it’s the regulator controller of turbo-generator unit in condition of starting,stopping,normal operation and ac- cident, By controlling the opening of main steam valve and governing valve of turbine,the speed,load and pressureof tur- bo-generator units are controlled, Key words: 300 MW unit; digital electro-hydraulic control; turbine speed rising starting control