畢業(yè)論文--wz-25裝載機工作裝置的可靠性分析研究

1、<p><b>　　1.緒論</b></p><p>　　1.1 裝載機的發(fā)展綜述</p><p>　　1.1.1 裝載機的簡史</p><p>　　無論是古埃及的金字塔還是中國的萬里長城，都是以犧牲了數(shù)百萬的勞工生命為代價。到了近代，各種工程機械的出現(xiàn)使“孟姜女哭長城”永遠成為了歷史，不僅顯著提高了工程建設的效率，同時也大大減小了工

2、人的勞動強度。而由于裝載機具有作業(yè)速度快，機動性好，操作輕便等優(yōu)點，因而發(fā)展很快，成為工程機械中發(fā)展最快、產(chǎn)銷量及市場需求最大的機種之一。 </p><p>　　我國裝載機始于1960年末，發(fā)展至今它經(jīng)歷了3個發(fā)展階段，即60年代仿制摸索階段；70年代自力更生研制階段；80年代至90年代技術引進、合資合作發(fā)展階段。全國裝載機產(chǎn)品從1976年的446臺發(fā)展到1996年的18310臺，二十年內(nèi)增長41.1倍。在全國機

3、械產(chǎn)品中，成為重要代表產(chǎn)品，令世人矚目。</p><p>　　60年代末期，天津市交通局還制成Z425型鉸接式高壓胎，液力傳動裝載機，這也是國內(nèi)首次研制的鉸接式裝載機。</p><p>　　70年代中期，我國工程機械裝載機行業(yè)吸取國外先進技術，研制出鉸接式裝載機ZL50(柳州工程機械廠生產(chǎn))，采用鉸接式車架，低壓寬基工程胎，液力機械傳動，鉗盤式制動，四輪轉(zhuǎn)向，輪邊減速驅(qū)動轎。且有懸掛裝置，

4、具有良好的越野性。油壓由16MPa提到20MPa，動力換檔變速箱，大大提高我國輪式裝載機水平。</p><p>　　80年代我國裝載機行業(yè)迎來了飛躍發(fā)展時期。通過自行研制與引進國外技術相結(jié)合，研制了填補系列ZL10、15，以及小型ZL04、07、08和ZL16、60、70、80、100輪式裝載機，同時推土機行業(yè)的廠家填補了我國履帶裝載機的空白。如：ZY65型(黃河工程機械廠)6t裝載量；ZY140型(宣化工程機械

5、廠)4t裝載量，履帶裝載機ZY40(天建)、802Z(洛拖)等。</p><p>　　90年代以來，我國裝載機行業(yè)雖然得到飛速發(fā)展，隨著改革的深入、擴大對外開放招商引資的加快，我國工程機械行業(yè)隨著合資熱、合作熱的升溫，裝載機行業(yè)發(fā)展迅速，出現(xiàn)了數(shù)家中外合資企業(yè)。同時國內(nèi)企業(yè)也迅速發(fā)展，主要有柳工、廈工、成工等多家大型企業(yè)。</p><p>　　展望未來，我國輪式裝載機今后發(fā)展的大趨勢是：穩(wěn)

6、定中噸位機提高操縱性，減輕司機操作強度，從而提高生產(chǎn)率，小型裝載機向靜液壓傳動方向發(fā)展，提高人體、機器、環(huán)境系統(tǒng)和總體效能，大型裝載機借鑒與國外技術合作生產(chǎn)的經(jīng)驗。</p><p>　　1.1.2 工作裝置簡介及研究現(xiàn)狀</p><p>　　裝載機由動力裝置、車架、行走裝置、傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和工作裝置等組成，其結(jié)構簡單圖如圖1-1所示。工作裝置作為裝載機的重要組成部分

7、，主要實現(xiàn)裝載機的鏟掘和裝卸物料作業(yè)。如圖1-2所示，裝載機工作裝置由鏟斗、動臂、連桿、搖臂和橫梁、支撐等組成，整個工作裝置鉸接在車架上。鏟斗通過連桿和搖臂與轉(zhuǎn)斗油缸鉸接，用以裝卸物料。動臂與車架、動臂油缸鉸接，用以升降鏟斗。鏟斗的翻轉(zhuǎn)和動臂的升降采用液壓操縱。</p><p>　　圖 1-1 輪式裝載機</p><p>　　圖 1-2 裝載機工作裝置</p><p&g

8、t;　　工作裝置的結(jié)構型式，主要有七種類型，即按連桿機構的構件數(shù)不同，分為三桿式、四桿式、五桿式、六桿式和八桿式等；按輸入和輸出桿的轉(zhuǎn)向是否相同又分為正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)連桿機構等。</p><p>　　在這幾種結(jié)構型式中，反轉(zhuǎn)六連桿機構由于連桿布置上的原因，在鏟掘位置時，傳動角大（連桿與從動桿間的夾角），轉(zhuǎn)斗油缸又是大腔作用，能產(chǎn)生較大的鏟起力。因此得到廣泛應用，特別是適合于堅實物料（礦石、原石）的采掘和搬運。我國WZ系

9、列裝載機大都采用反轉(zhuǎn)六連桿機構型式。</p><p>　　另外，工作裝置的各個部件性能也都有一定的要求，下面分別作出介紹。</p><p>　　首先是鏟斗，土方工程用裝載機鏟斗結(jié)構，其斗體常用低碳、耐磨、高強度鋼板焊接制成，切削刃采用耐磨的中錳合金鋼材料，側(cè)切削刃和加強角板都用高強度耐磨鋼材料制成。鏟斗切削刃的形狀分為四種。齒形的選擇應考慮插入阻力、耐磨性和易于更換等因素。齒形分尖齒和鈍齒

10、，輪胎式裝載機多采用尖形齒，而履帶式裝開機多采用鈍形齒。斗齒數(shù)目視斗寬而定，斗齒距一般為150-300mm。斗齒結(jié)構分整體式和分體式兩種，中小型裝載機多采用整體式，而大型裝載機由于作業(yè)條件差、斗齒磨損嚴重，常采用分體式。分體式斗齒分為基本齒2和齒尖1兩部分，磨損后只需要更換齒尖。</p><p>　　動臂與車架、動臂油缸鉸接，用以升降鏟斗。其材料多是16Mn鋼，中間橫梁為薄壁圓鋼，動臂板的厚度小于中心輪廓最小尺寸

11、的1/5，搖臂通過中間支撐連在橫梁上，一端與油缸相連，另外一端與拉桿相連，用于拉動鏟斗。</p><p>　　目前，有不少人對工作裝置進行研究。例：在李海峰，楊海波，李夢賢，宿潔華的《裝載機工作裝置的有限元分析》中，針對SDZ20型輪式裝載機的工作裝置,建立了與實際情況吻合的三維有限元模型,在典型載荷工況下,進行靜態(tài)結(jié)構分析,得到了整個工作裝置的應力變形分布。通過有限元分析可以讓設計人員對所設計的結(jié)構在每種工況所

12、確定的載荷的作用下其結(jié)構的強度、剛度及屈曲穩(wěn)定性情況有一個全面而準確的了解。根據(jù)計算所得到的結(jié)構上各處位移和應力的分布結(jié)果結(jié)合相應的設計標準或規(guī)范，判斷所設計的結(jié)構可靠性和經(jīng)濟性，在此基礎上進行改進或優(yōu)化設計，從而避免某些結(jié)構或零部件由于過大的應力或壓曲失穩(wěn)而損壞、并控制機械結(jié)構整體及其零部件的剛性性能。</p><p><b>　　本次設計的主要工作</b></p><

13、p>　　我國工程機械可靠性水平不高和使用壽命低是制約裝載機產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大瓶頸。以下是對十種典型失效模式的統(tǒng)計:①斷裂或開裂;②滲漏;③松動、脫落;④異常磨損;⑤變形;⑥堵塞、卡死;⑦性能下降;⑧功率下降;⑨油耗上升;⑩零部件功能失效。其中平均滲漏占總故障的38.36%，平均斷裂或開裂占總故障的24.6%，零件失效占總故障的14.05%，三種模式故障之和占總故障數(shù)的77% 。 通過以上分析，可見對裝載機的工作裝置進行可靠性分析是非常

14、必要的。</p><p>　　本次設計的主要內(nèi)容如下：</p><p>　　【1】在典型工況下（即鏟取工況）對裝載機工作裝置進行靜力分析。而這種工況又可以簡化為兩種極端情況：第一，載荷沿切削刃均勻分布，稱其為對稱受載情況。第二，非對稱受載情況，由于鏟斗偏鏟、料堆密集情況不均，使載荷偏于鏟斗一側(cè)。通過建立工作裝置的有限元模型模擬分析裝載機在以上工況兩種情況下靜力學受力分析，即裝載機工作裝置在

15、以上兩種情況下受到的最大應力是否超過許用應力，位移和應變是否都在允許范圍內(nèi)。若不在正確范圍內(nèi)在對裝載機工作裝置模型進行改正，使之符合正確要求。</p><p>　　【2】上述工作完成以后，在偏載情況下對工作裝置的動臂進行可靠性分析。將輸入變量如材料常數(shù)、幾何尺寸、外力等看作是服從一定分布規(guī)律的隨機變量，提取最大應力和最大變形兩個指標作為可靠性研究內(nèi)容，在置信度為95%時保證工作裝置正常工作時各輸入量的影響靈敏度。

16、</p><p>　　2. 工作裝置的建模</p><p>　　2.1 建模時應遵循的原則</p><p>　　建模時遵循研究對象全面準確反映結(jié)構的變形和應力特點的原則。</p><p>　　1）研究對象能全面準確的反映工作裝置在工作狀態(tài)下的變形和應力特點 </p><p>　　2）工作裝置的結(jié)構模型應與實際形狀保持幾

17、何相似，對研究問題影響不</p><p>　　的局部結(jié)構，可進行適當簡化</p><p>　　3）工作裝置模型的受力應與實際外載相符合，對不在接點上的力應根據(jù)虛功原理將其等效分配到臨近的結(jié)點上</p><p>　　4）工作裝置模型的邊界約束條件應符合實際情況</p><p>　　2.2 建模方案的選擇</p><p>

18、;　　實體建?？梢允褂脩裟軌蛑苯用枋瞿Ｐ偷膸缀芜吔?、形狀和幾何尺寸等幾何特性，常用實體模型的建立方法有：</p><p>　　1. 可以類似于CAD軟件，在ANSYS軟件中以數(shù)學的方式表達結(jié)構的幾何形狀，用這些幾何形狀來描述物體的實際外觀。ANSYS系統(tǒng)根據(jù)這些信息自動生成所有的節(jié)點和單元，其特點有以下幾點：</p><p>　　（1）適用于建立龐大或復雜的模型，特別是三維模型。<

19、/p><p>　　（2）提供拖拉、拉伸、旋轉(zhuǎn)等幾何操作，這些對節(jié)點和單元不能進行的操作。</p><p>　?。?）提供如同多邊形和圓柱體等這樣的基本體素，并且可以進行布爾運算（交、并、差等）</p><p>　?。?）便于用戶使用ANSYS系統(tǒng)的優(yōu)化設計功能。</p><p>　?。?）可根據(jù)需要劃分自適應網(wǎng)格。</p><

20、p>　?。?）便于施加載荷后進行局部網(wǎng)格劃分。</p><p>　　（7）容許進行幾何形體編輯。</p><p>　?。?）可方便地改變單元類型，而不受分析模型的限制。</p><p>　　2. 使用用戶較熟悉的CAD軟件建模來代替ANSYS軟件建模，再將CAD模型輸入到ANSYS中進行分析。常用的CAD軟件有以下幾種：AutoCAD、Solid Design

21、er、SolidEdge、SolidWorks、Peo/ENGINEER等。</p><p>　　在整個有限元求解過程中最重要的是有限元前處理模型的建立。這一般包括幾何建模、網(wǎng)格劃分、添加約束與載荷和定義材料屬性等。由于在用ANSYS軟件實體建模有一些不足，如需要占有大量的CPU處理時間；對于簡單、小型的模型有時很繁瑣，比直接建模方法生成模型需要更多的數(shù)據(jù),加之裝載機工作裝置零件形狀較為復雜，而ANSYS所提供的

22、幾何建模工具功能相當有限，難以快速方便地對其建模，基于此,我采用了三維CAD軟件proe中建立幾何模型。由于高版本的proe與ANSYS不兼容，只能使用proe2002以下的版本，因此我使用了proe2001。然后再通過proe2001的專用接口輸出ANSYS文件類型，在對工作裝置零件模型施是添加約束和載荷、定義材料屬性、網(wǎng)格劃分和求解，最后在ANSYS后處理模塊中察看結(jié)果。</p><p>　　在 proe20

23、01軟件中進行實體建模時，根據(jù)建立模型時應遵循的原則，在不改變工作裝置主要結(jié)構和參數(shù)的前提下，對于實體的某些部位進行了簡單的簡化，如沒有對模型進行圓角，與本工作不相關的又不影響受力分析的結(jié)構進行了省略，盡量減少細小邊以及小的角度的出現(xiàn)，這便于圖形在ANSYS軟件中進行網(wǎng)格的劃分。提高分析的快速性和準確性。</p><p>　　2.3 在proe2001中建模</p><p>　　裝載機工

24、作裝置的模型如下圖2-1所示。由于我是分別對鏟斗和動臂進行有限元分析的，因此，建模時也分開了，建了一個鏟斗和一個動臂。其中，鏟斗由斗齒、主刀板，減磨盒，斗弧板，側(cè)刀板，拉桿耳板，動臂耳板組成。拉桿耳板，動臂耳板各有銷孔。在初對鏟斗建模時，一心想要復制原樣，誰知導入ANSYS中劃分不了網(wǎng)格。后來經(jīng)我耐心分析，原來是斗齒下部與斗弧板之間有小的角度，導致了網(wǎng)格劃分的失敗。根據(jù)建立模型時應遵循的基本原則，在滿足準確性的前提下可適當?shù)暮喕Ｐ?，?/p>

25、如，在進行有限元分析時，往往只需要了解某些部位的和區(qū)域的應力分布情況，而不必分析整個零件。因此，在建立幾何模型時，就無需將所有的特征做出來，特別是一些結(jié)構復雜旦又不影響分析區(qū)域的特征完全可以省略或以一個簡單的特征來代替。在不改變工作裝置主要結(jié)構和參數(shù)的前提下，將斗齒下部建的和斗弧板平行，這樣，問題就得到解決。至于動臂、支撐、搖臂、拉竿，由于模型比較簡單，在建模時可以完全復制原樣。</p><p><b>

26、;　　a 鏟斗模型</b></p><p><b>　　b 鏟斗模型</b></p><p><b>　　C 動臂模型</b></p><p><b>　　d 動臂模型</b></p><p>　　圖2-1 工作裝置模型圖</p><

27、;p>　　2.4 將模型導入ANSYS中</p><p>　　2.4.1 導入模型</p><p>　　ANSYS軟件通過相應的接口軟件支持多種CAD軟件圖形格式，而對于不同的CAD軟件其文件的格式有許多種，所以當在proe2001軟件中繪制好了實體以后，其文件保存格式的選擇對于ANSYS軟件的以后處理會產(chǎn)生一定的影響，目前ANSYS接口對于.sat、.x-t、.igs、.prt等格

28、式都是支持的，所以我采用了在proe2001軟件中將繪制的實體模型保存為igs格式，在保存之前一定要把proe2001的默認單位英寸改為毫米，注意文件最好存放在名字無空格的目錄中，否則在Ansys中不能識別！然后通過ANSYS的專用接口igs導入到ANSYS軟件中以生成幾何模型。</p><p>　　在將igs格式導入到ANSYS軟件中有兩種方式， DefeaturingModel方式和No defeaturin

29、g方式, 我選擇DefeaturingModel方式。具體操作步驟如下：</p><p>　　打開ANSYS軟件，選擇[File]/[Import]/[IGES]，將出現(xiàn)Import iges file窗口，選擇DefeaturingModel（斷裂模式），點擊[OK]，出現(xiàn)Import iges file文本框，單擊Browse,找到保存的igs文件，系統(tǒng)將會將模型倒入ANSYS系統(tǒng)中。</p>

30、<p>　　2.4.2 顯示導入的工作裝置零件模型</p><p>　　圖2-2 ANSYS模型</p><p>　　3. 裝載機工作裝置的靜力分析</p><p>　　3.1結(jié)構靜力分析概述</p><p>　　靜力分析是用來求解外載荷引起的位移，應力和力。靜力分析很適合求解慣性和阻尼對結(jié)構的影響并不顯著的問題。靜力分析用

31、于計算由那些不包括慣性和阻尼效應的載荷作用于結(jié)構或部件上引起的位移、應力、應變和力。固定不變的載荷和響應是一種假設，即假設載荷和結(jié)構的響應隨時間變化非常緩慢。</p><p>　　靜力分析所施加的載荷包括：</p><p>　　· 外部施加的作用力和壓力</p><p>　　· 穩(wěn)態(tài)的慣性力（如重力和離心力）</p><p&g

32、t;<b>　　· 位移載荷</b></p><p><b>　　· 溫度載荷</b></p><p>　　靜力分析既可以是線形的也可以是非線形的。非線形靜力分析包括所有的非線形類型：大變形，塑性，蠕變，應力剛化，接觸（間隙）單元，超彈性單元等。根據(jù)設計規(guī)范的規(guī)定，轉(zhuǎn)向節(jié)必須工作在材料彈性范圍內(nèi)。鋼結(jié)構工作在彈性范圍內(nèi)，力與變

33、形屬線性關系，故本分析使用大型通用結(jié)構分析軟件ANSYS8.0只對其進行線形靜力分析進行討論，不考慮非線性因素。</p><p>　　3.2 對工作裝置模型進行網(wǎng)格劃分</p><p>　　網(wǎng)格劃分是建模中非常重要的一個環(huán)節(jié)，網(wǎng)格劃分的好壞將直接影響到計算結(jié)果的準確性和計算進度，甚至會因為網(wǎng)格劃分不合理而導致計算不收斂。網(wǎng)格劃分主要包含以下3個步驟：</p><p>

34、;　　定義單元屬性（包括單元類型、實常數(shù)與材料屬性等）。</p><p><b>　　設置網(wǎng)格尺寸控制。</b></p><p><b>　　執(zhí)行網(wǎng)格劃分。</b></p><p>　　確定單元類型很重要。在結(jié)構靜力分析中要用到的典型單元類型有：線單元、殼單元、實體單元等。從但愿類別上講，ANSYS中提供的不同單元一般有以

35、下幾種類型：</p><p><b>　?。?）線單元</b></p><p>　　1）梁單元：用于螺栓，薄壁管件，C型截面構件，角鋼或細長薄膜構件等模型。</p><p>　　2）桿單元：用于彈簧，螺桿，預應力螺桿和薄膜桁架等模型。</p><p>　　3）彈簧單元：用于彈簧，螺桿或細長構件，或通過剛度等效替代復雜結(jié)構

36、等模型。</p><p><b>　　（2）殼單元</b></p><p>　　1）殼單元用于薄板或曲面模型。</p><p>　　2）殼單元分析應用的基本原則是每塊面積的主尺寸不低于其厚度的十倍。</p><p>　?。?）二維實體單元：二維實體單元必須在全局直角坐標X-Y平面內(nèi)建模，用于模擬實體的截面，所有的載荷均作

37、用在X-Y平面內(nèi)，并且其響應（位移）也在X-Y平面內(nèi)。</p><p><b>　?。?）三維實體單元</b></p><p>　　1）用于那些由于幾何形狀、材料、載荷、或分析要求考慮細節(jié)等原因造成無法采用更簡單單元進行建模的結(jié)構。</p><p>　　2）用于從三維CAD系統(tǒng)轉(zhuǎn)化過來的幾何模型，把它轉(zhuǎn)化為二維或殼單元需要花費大量的時間和精力。

38、</p><p>　　（5）線性單元（一次單元）</p><p>　　1）線性單元內(nèi)的位移是按線性變化，故在大多數(shù)情況下，單個單元上的應力是不便的。</p><p>　　2）線性單元對單元扭曲變形很敏感。</p><p>　　3）為了保證求解精度，在應力梯度較大的地方應該劃分大量的單元。</p><p><b&g

39、t;　　（6）二次單元</b></p><p>　　1）二次單元內(nèi)的位移是二次變化的，故每個單元上的應力狀態(tài)是線性變化的。</p><p>　　2）在描述曲線邊界或曲面時，要比線性單元更精確，而對單元扭曲變形不敏感。</p><p>　?。?）P-單元：P-單元內(nèi)的位移是從二階到八階變化的，而且具有求解收斂自動控制功能。</p><p

40、>　　3.2.1 定義單元類型</p><p>　　1. 選擇Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete命令，出現(xiàn)Element Type單元類型對話框，單擊Add按鈕，出現(xiàn)Library of Element Type單元類型列表對話框。在Library of Element Type對話框的第1個列表框中選擇Structura

41、l shell,在第2個列表框中選擇Elastic 4node 63, Element Type reference number文本框中輸入1。</p><p>　　3. 單擊OK 按鈕，關閉Library of Element Type對話框。</p><p>　　4. 單擊Close按鈕，關閉Element Type對話框。</p><p>　　3.2.2 定

42、義材料屬性</p><p>　　1. 選擇Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models命令，Define Material Models Behavior(定義材料模型參數(shù))窗口。 </p><p>　　2. 在Material Models Available一欄中雙擊Structural選項，然后雙擊Str

43、uctural選項中的Linear線性材料設置選項，接著雙擊Linear選項中的Elastic彈性材料設置選項，最后雙擊Elastic選項中的Isotropic各項同性材料選項，出現(xiàn)Linear Isotropic Properties for Material Number1對話框 。</p><p>　　3在材料手冊中查出工作裝置的材料為16mn 鋼，材料的彈性模量E=21000MPa,泊松比μ=0.275，

44、輸入材料的彈性模量為2.1e5，在PRXY文本框中輸入材料的泊松比0.275，單擊OK按鈕關閉對話框。</p><p>　　3.2.3 劃分網(wǎng)格</p><p>　　在劃分網(wǎng)格時有很多辦法，在這里，我用的是meshtool 工具，選擇Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh Tool命令，出現(xiàn)Mesh Tool對話框，在Element Att

45、ributes（設置單元類型）的文本框中選擇Areas,接著選擇Smart Size(設定自動網(wǎng)格劃分精密級別),把劃分精密級別設置為8，在Mesh文本框中選擇Areas接著選擇Free，單擊Mesh按鈕，出現(xiàn) Mesh Tool對話框，接著單擊Pike All按鈕系統(tǒng)將對零件自動劃分網(wǎng)格，生成下圖的網(wǎng)格模型。</p><p>　　圖3-1 劃分網(wǎng)格后的結(jié)果</p><p>　　其中，

46、鏟斗共被劃分為21368個節(jié)點，21408個單元。動臂共被劃分為3025個節(jié)點，3509個單元。</p><p><b>　　3.3 加載與求解</b></p><p>　　3.3.1 裝載機參數(shù)與計算</p><p>　　3.3.1.1 裝載機參數(shù)</p><p>　　裝載機的牽引力為35000N，自重58800N

47、,中心到前輪水平距離為1300mm,垂直力作用到前輪水平距離2615.8mm。工作裝置的材料為16mn鋼，彈性模量E=210Gp，泊松比μ=0.275，屈服極限σs =345mpa，在計算時，我把鏟斗的安全系數(shù)取為1.8，即鏟斗零件的許用應力為[σ]=192 mpa。由于動臂的安全性要求較高，故把動臂的安全系數(shù)取為3，即動臂零件的許用應力為[σ]=115 mpa。</p><p>　　3.3.1.2 分析與計算

48、 </p><p>　　在裝載機聯(lián)合鏟取時受力最大，下面就這種工況對鏟斗和動臂分別進行計算。</p><p><b>　　1.鏟斗受力</b></p><p>　　水平力（即插入阻力）由裝載機的牽引力確定</p><p><b>　　Rx=35000N</b></p><p>

49、;　　垂直力（鏟起阻力）大小受裝載機的縱向穩(wěn)定條件的限制</p><p>　　Ry= =58800×=26974(N)</p><p>　　式中 G— 裝載機自重</p><p>　　L1—中心到前輪水平距離</p><p>　　L—,垂直力作用到前輪水平距離</p><p>　　鏟斗的受力示意圖見下圖<

50、;/p><p>　　圖3-2 鏟斗受力圖</p><p>　　2. 動臂結(jié)構的受力</p><p>　　動臂受的力是由鏟斗傳遞的,因此只要求出鏟斗上與動臂及拉桿相連接的鉸孔所受的支反力即可.</p><p>　　(1) 求在水平力作用下, 鉸孔所受的支反力</p><p>　　由于鏟斗在此只起到傳遞載荷的作用,因此可以把鏟

51、斗簡化為一粱單元,如下圖所示</p><p>　　圖3-3在水平力作用下鉸孔受力示意圖</p><p>　　1 為簡化的鏟斗模型，2為拉桿簡化模型，A是鏟斗與動臂相連的鉸孔，B是與拉桿連接的鉸孔。Lab=450mm,是兩鉸孔之間的垂直距離，Lac=70mm, 是受力點（即斗齒）與動臂鉸孔之間的垂直距離。α=20，為拉桿與水平方向的夾角。在這里需要說明一點，A點和B點本不在一條豎直線上，這里

52、為了簡化計算，假設他們在一條豎直線上，由于它們之間的水平距離很小，對結(jié)果的影響可以忽略。</p><p><b>　　下面是計算過程：</b></p><p><b>　　由 MA=0 得</b></p><p>　　R×Lac=F×Lab</p><p>　　F= R×

53、;=35000×=5444(N)</p><p>　　因為拉桿為一二力桿，所受的力（即F和F的合力）沿著桿的方向，所以</p><p>　　F=F×tan(α)=5444×tan20=1981.5(N)</p><p>　　F=F=1981.5(N)</p><p>　　F=R+F=35000+5444=4044

54、4(N)</p><p>　?。?）求在水平力作用下, 鉸孔所受的支反力</p><p>　　圖3-4在垂直力作用下鉸孔受力示意圖</p><p>　　如上圖所示，CD為垂直力作用點到鉸孔之間的距離。L=1024mm</p><p><b>　　計算過程如下：</b></p><p><b&

55、gt;　　由MA=0 得</b></p><p><b>　　F×L=R×L</b></p><p>　　F= R×=26974×=61500(N)</p><p>　　F= F=61500(N)</p><p>　　F= F×tan20=22384(N)&l

56、t;/p><p>　　F= F+ Ry=49358(N)</p><p>　　(3) 下面來求出各鉸孔所受的總的力。</p><p>　　F= F+ F=61500+40444=101944(N)</p><p>　　F= F+ F=49358+1981.5=51339.5(N)</p><p>　　F=F+F=5444

57、+61500=66944(N)</p><p>　　F=F+F=1981.5+22384=24365.5(N)</p><p>　　動臂受的力既是各鉸孔所受的總力的反力。下圖是動臂受力示意圖</p><p>　　圖3-5動臂受力示意圖</p><p>　　如圖所示，F(xiàn)a為動臂兩個鉸孔受的力，F(xiàn)b為拉桿受的力，其中</p><

58、;p>　　F=101944(N)</p><p>　　F=51339.5(N)</p><p>　　F=66944(N)</p><p>　　F=24365.5(N)</p><p>　　3.3.2 對工作裝置施加約束與載荷</p><p>　　3.3.2.1 對零件施加約束載荷(DOF)</p>

59、<p>　　在聯(lián)合鏟取工況下，分別對鏟斗和動臂進行約束</p><p>　　（1）對鏟斗進行約束</p><p>　　在對鏟斗進行約束時，假設鏟斗與動臂相連的鉸孔不動，對三個鉸孔面施加全約束。具體操作如下：</p><p>　　1. 選擇Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analysis命令，出現(xiàn)N

60、ew Analysis對話框，選擇Static單選按鈕，單擊OK按鈕關閉該對話框。</p><p>　　2. 選擇Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Dispalcement>On areas命令，出現(xiàn)Apply U,ROT On areas命令，鼠標將相應地變成箭頭的形狀，選取需要施加約束的目標，單擊Aplly按鈕

61、出現(xiàn)Apply U,ROT on areas對話框，單擊OK按鈕關閉對話框。約束施加完畢。</p><p>　?。?）對動臂進行約束</p><p>　　在對動臂進行約束時，假設動臂和車架相連的鉸孔不動，搖臂與油缸相連的鉸孔不動。對三個鉸孔面施加全約束。具體操作同上</p><p>　　3.3.2.2 對零件施加集中力載荷</p><p>　

62、　在對工作裝置施加載荷時，主要是集中載荷，分為正載和偏載兩種情況。下面對鏟斗和動臂分別施加載荷。</p><p><b>　　對鏟斗施加載荷。</b></p><p><b>　　正載時的情況：</b></p><p>　　見上面的鏟斗受力分析，鏟斗主要受一垂直力和一水平力，水平力施加在斗齒的中部，為了更好的模擬鏟斗鏟取時

63、的受力情況，我把水平力平均的分為12份，分別加在6個斗齒的12個節(jié)點上。</p><p>　　垂直力施加在斗齒的底部，同樣，為了為了更好的模擬鏟斗鏟取時的受力情況，我把垂直力平均的分為27份，分別加在6個斗齒和斗齒中間的鏟斗內(nèi)面27個節(jié)點上。</p><p><b>　　偏載時的情況：</b></p><p>　　以上是根據(jù)正面切入，載荷對稱的

64、情況施加載荷的，這是使用最多的情況。事實上還經(jīng)常發(fā)生載荷不對稱的情況，如一邊斗刃鏟土，而另一邊鏟到堅硬物料的情況。這時載荷不再對稱。施加載荷時就不能平均了。我是這樣操作的：把水平力和垂直力都按1：6的比例分成兩份，然后在鏟斗刃上平均取20個點。把比例小的那份水平力和垂直力平均加在左側(cè)斗刃上，把比例大的那份水平力和垂直力平均加在右側(cè)斗刃上，加載的部位同正載時相同。</p><p><b>　　對動臂施加載

65、荷</b></p><p><b>　　正載時的情況：</b></p><p>　　把上面計算的動臂受力Fa平均分為4份，分別加在動臂兩個鉸孔的4個節(jié)點上，把拉桿受力 Fb平均分為2份, 分別加在拉桿鉸孔的2個節(jié)點上。</p><p><b>　　偏載時的情況：</b></p><p>

66、　　把拉桿受力 Fb平均分為2份, 分別加在拉桿鉸孔的2個節(jié)點上。而把動臂受力Fa平均分為2份，都加在右邊動臂鉸孔的個節(jié)點上，左邊不加，模擬偏載時的情況。</p><p><b>　　具體的操作如下：</b></p><p>　　選擇Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Forc

67、e/Moment>On Nodes命令,出現(xiàn)Apply F/M on Node對話框，選擇pick,找到要加載荷的那個節(jié)點，選中，單擊Apply按鈕，出現(xiàn)Apply F/m on Nodes對話框，輸入力的大小，選擇載荷類型。單擊OK關閉Apply F/m on Nodes對話框,然后在單擊Ok關閉Apply F/M on Node對話框,這樣，載荷便施加上去。</p><p>　　下圖是施加載荷和約束時的

68、情況：</p><p>　　圖3-6 a 正載時鏟斗所加的載荷和約束</p><p>　　圖3-6 b 偏載時鏟斗所加的載荷和約束</p><p>　　圖3-6c正載時動臂所加的載荷和約束</p><p>　　圖3-6d 偏載時動臂所加的載荷和約束</p><p><b>　　3.3.3 求解</b

69、></p><p>　　在ANSYS軟件中，計算機能夠求解出由有限元方法建立的聯(lián)立方程，求解的結(jié)果為</p><p>　　節(jié)點的自由度值：ANSYS的基本解。</p><p>　　導出值：ANSYS的單元解；單元解通常是在單元幾分點上計算出來的，ANSYS程序?qū)⒔Y(jié)果寫入數(shù)據(jù)庫和結(jié)果文件。</p><p>　　ANSYS軟件中有幾種解聯(lián)立

70、方程的方法：波前法、稀疏矩陣直接解法、雅可比共軛梯度法(JCG)、不完全橋類斯基共軛梯度法（ICCG）、預置條件共軛梯度法(PCG)、自動迭代法（ITER）等，其中波前法為默認解法。</p><p>　　求解的過程大部分是由計算機自動完成的。在進行求解的操作，一般包括三個基本過程</p><p>　　（1）求解控制的設置。</p><p>　?。?）檢查模型準備是否

71、就緒。</p><p>　?。?）保存數(shù)據(jù)庫，開始求解。</p><p>　　在求解初始化前，對模型進行分析數(shù)據(jù)檢查是很必要的，主要包括如下內(nèi)容：</p><p><b>　?。?）統(tǒng)一的單位。</b></p><p>　　（2）單元類型和選項。</p><p>　?。?）材料性質(zhì)參數(shù)是否正確。&

72、lt;/p><p>　?。?）實常數(shù)（單元特性）。</p><p>　　（5）單元實常數(shù)和材料類型的設置。</p><p>　?。?）實體模型的質(zhì)量特性。</p><p><b>　?。?）面力方向</b></p><p><b>　?。?）集中體積載荷</b></p>

73、;<p>　　細致的分析前檢查是準確求解的有利保障。</p><p>　　保存數(shù)據(jù)庫也是必要的，這是為了避免求解過程中的非正確程序錯誤中止時丟失數(shù)據(jù)，便于通過恢復數(shù)據(jù)庫，修改邊界條件和求解控制，進行重新求解。</p><p>　　在分析的過程中如果出現(xiàn)求解沒有結(jié)果，通常是輸入的模型不完整，或模型在創(chuàng)建時存在不符合實際的錯誤，典型的原因有：</p><p&g

74、t;　?。?）約束不夠，這是常見的問題。</p><p>　?。?）材料性質(zhì)參數(shù)出現(xiàn)負值，如密度等。</p><p>　?。?）當模型中有非線性單元，如縫隙、滑塊等，整體或部分結(jié)構出現(xiàn)崩潰或“松脫”造成計算不收斂。具體操作步驟如下：</p><p>　　選擇Main Menu>Solution>Solve>Current LS.命令,系統(tǒng)將會自動計

75、算結(jié)果。隨后將出現(xiàn)Solution is done的對話框,表示已經(jīng)計算完畢。</p><p>　　4．動臂結(jié)構進行可靠性分析</p><p>　　4 .1 可靠性概述</p><p>　　4.1.1 可靠性的定義</p><p>　　可靠性的定義是：產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間區(qū)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。</p><p

76、>　　理解這一定義應注意下列幾個要點：</p><p>　　1）“產(chǎn)品”指作為單獨研究和分別實驗對象的任何元件、零件、部件、設備、機組等。甚至還可以把人的因素也包括在內(nèi)。在具體使用“產(chǎn)品”這一詞時，必須明確其確切含義。</p><p>　　2）“規(guī)定的條件”一般是使用條件、維護條件、環(huán)境條件、操作技術，如載荷、溫度、壓力、濕度、振動、噪聲、磨塤、腐蝕等。</p><

77、;p>　　3）“規(guī)定的時間區(qū)間”，可靠度是隨時間而降低，產(chǎn)品只能在一定的時間區(qū)間內(nèi)才能達到目標可靠度。因此，對時間的規(guī)定一定要明確。需要指出的是這里的時間，不僅僅指的是日歷時間，根據(jù)產(chǎn)品的不同，還可能是與時間成比例的次數(shù)、距離等，如應力循環(huán)次數(shù)、汽車的行駛里程等。</p><p>　　4）“規(guī)定的功能”，首先要明確具體產(chǎn)品的功能是什么，怎樣才算是完成規(guī)定的功能。產(chǎn)品喪失規(guī)定的功能稱為失效，對可修復產(chǎn)品也稱為

78、故障。怎樣才算是失效或故障，有時是很容易判定的，但更多的情況是很難判定的。例如，對于某個齒輪，輪齒的折斷顯然就是失效；但當齒面發(fā)生了某種程度的磨損，對于某些精密或重要的機械來說該齒輪就是失效，而對某些機械并不影響正常運轉(zhuǎn)，因此就不能算失效。對一些大型設備來說更是如此。因此，必須明確地規(guī)定產(chǎn)品的功能。</p><p>　　5）“能力”只是定性的分析是不夠的，應該加以定量的描述。產(chǎn)品的失效或故障具有偶然性，一個確定的

79、產(chǎn)品在某段時間的工作情況并不能很好的反映該產(chǎn)品可靠性的高低，應該大量觀察該種產(chǎn)品在某段時間的工作情況并進行合理的處理后才能正確反映該種產(chǎn)品的可靠性。因此，這里所說的能力具有統(tǒng)計學的意義，需要用概率論和樹理統(tǒng)計的方法來處理。</p><p>　　4.1.2 可靠性的特征量</p><p>　　表示產(chǎn)品總體可靠性水平高低的各種可靠性指標稱為可靠性特征量?？煽啃蕴卣髁康恼嬷凳抢碚撋系臄?shù)值，實際

80、中是不知道的。根據(jù)樣本觀測值，經(jīng)一定的統(tǒng)計分析可得到特征量的真值的估計值。估計值可以是點估計，也可以是區(qū)間估計。按一定的標準給出具體定義而計算出來的特征量的估計值稱為特征量的觀測值</p><p>　　常用的可靠性特征量有可靠度、累積失效概率（或不可靠度）、平均壽命、可靠壽命、失效率等。</p><p><b>　　1．可靠度</b></p><p

81、>　　可靠度是產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間區(qū)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。一般記為R，由于它是時間的函數(shù)，故也記為R（t）,稱為可靠度函數(shù)。</p><p>　　如果用隨機變量T表示產(chǎn)品從開始工作到發(fā)生失效或故障的時間，概率密度為f(t) ,則該產(chǎn)品在某已指定時刻t的可靠度</p><p>　　R(t)=P(T>t)= dt

82、 （4-1）</p><p>　　對于不可修復產(chǎn)品，可靠度的觀測值是指直到規(guī)定時間區(qū)間終了為止，能完成規(guī)定功能的產(chǎn)品Ns(t)在該區(qū)間開時時，投入工作的產(chǎn)品數(shù)N之比，即</p><p>　　(t)==1- （4-2）</p><p>　　式中：Nf(t)—到t時刻未完成規(guī)定功能的產(chǎn)品數(shù)。</

83、p><p>　　對可修復產(chǎn)品，可靠度觀測值是指一個或多個產(chǎn)品的無故障工作時間達到或超過規(guī)定時間的次數(shù)與觀測時間內(nèi)無故障工作的總次數(shù)之比，即</p><p>　　(t )= （4-3）</p><p>　　式中：N─觀測時間內(nèi)無故障工作的總次數(shù)，每個產(chǎn)品的最后一次無故障工作時間若未超過規(guī)定時間則不予記入；&l

84、t;/p><p>　　Ns(t)—無故障工作 時間達到或超過規(guī)定時間的次數(shù)。</p><p>　　上述可靠度公式中的時間是從零算起的，實際使用中常需知道工作過程中某一段 執(zhí)行任務時間的可靠度，即需要知道已經(jīng)工作t1 后再繼續(xù)工作t2 的可靠度。</p><p>　　從時間t1 工作到t1 +t2 的條件可靠度稱為任務可靠度，記為R(t1 +t2｜t1).有條件概率知&

85、lt;/p><p>　　R(t1 +t2｜t1) = P(T> t1 +t2|T> t1) = （4-4）</p><p><b>　　2.累積失效概率</b></p><p>　　累積失效概率是產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間區(qū)間內(nèi)未完成規(guī)定功能的概率，也稱為不可靠度。一般記F或F(t)<

86、/p><p>　　因為完成規(guī)定功能與未完成功能是對立事件，按概率互補定理有</p><p>　　F(t)=1-R(t)=P(T≤t)= dt （4-5）</p><p><b>　　3．平均壽命</b></p><p>　　平均壽命是壽命的平均值。對不可修復產(chǎn)品指失效前的

87、平均時間，一般記為MTTF；對可修復的產(chǎn)品則指平均無故障工作時間，一般記為MTBF。它們都表示無故障工作時間T的數(shù)學期望E(T),或記為</p><p>　　若已知T的概率密度f(t),則</p><p>　　=E(T)=dt （4-6） </p><p>　　4.可靠壽命和中位壽命&

88、lt;/p><p>　　可靠壽命是指定的可靠度所對應的時間，一般記為t(R)</p><p>　　一般可靠度隨著工作時間t的增大而下降。給定不同的R，則有不同的t(R)</p><p><b>　　即</b></p><p>　　t(R)=(R)

89、 （4-7）</p><p>　　式中：—R的反函數(shù)，即由R(t)=R反求t。 </p><p>　　4.2基于ANSYS的可靠性分析</p><p>　　4.2.1 ANSYS概率分析功能概述</p><p>　　ANSYS是一個功能非常強大的有限元分析軟件,其提供的概率分析功能可以解決以下問題:根據(jù)模型中輸入?yún)?shù)的不確定性計算待求結(jié)果

90、變量的不確定性;確定由于輸入?yún)?shù)的不確定性導致結(jié)構失效概率數(shù)值;已知容許失效概率確定結(jié)構行為的容許范圍如最大變形、最大應力等;判斷對輸出結(jié)果和失效概率影響最大的參數(shù),計算輸出結(jié)果相對于輸入?yún)?shù)的靈敏度;確定輸入變量、輸出變量之間的相關系數(shù)等</p><p>　　4.2.2 在ANSYS中進行可靠性分析的理論概述</p><p>　　結(jié)構的可靠度是指結(jié)構在規(guī)定的時間內(nèi)、規(guī)定的條件下(正常使

91、用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài))完成預定功能的概率。如結(jié)構的基本變量由X1,X2,…,Xn組成,且結(jié)構功能Z為基本變量的函數(shù),則結(jié)構的功能函數(shù)(極限狀態(tài)函數(shù))可表示為:Z=g(X1,X2,…,Xn)。在概率極限狀態(tài)設計理論中,極限狀態(tài)方程為:g(X1,X2,…,Xn)=0。通常在結(jié)構設計中,基本變量X1,X2,…,Xn為隨機變量,如果把基本變量歸結(jié)為結(jié)構抗力R和載荷效應S兩大類,則結(jié)構功能函數(shù)可簡化為:Z=R-S。所以在概率極限狀態(tài)的結(jié)構

92、設計中,必須滿足下列條件,即:Z=g(R,S)=R-S≥0。由可靠性理論可知,求一個結(jié)構的可靠度就是求極限狀態(tài)函數(shù)g(X)≥0的概率,所以,利用ANSYS概率分析功能計算出g(X)≥0的概率,就得到了結(jié)構的可靠度。</p><p>　　4.2.3 在ANSYS中進行結(jié)構的可靠性分析需要做的工作</p><p>　　在ANSYS中進行結(jié)構的可靠性分析時,通常由生成分析文件、可靠性分析階段、

93、結(jié)果后處理三個步驟組成。首先要建立結(jié)構的循環(huán)分析文件,可以采用批處理(命令流)方式和交互(GUI)方式或兩者結(jié)合進行,它包括預處理模塊、求解模塊、結(jié)果提取等內(nèi)容。由于分析程序通過重復執(zhí)行分析文件來完成可靠性分析的循環(huán),因此必須保證分析文件的正確性、完整性并盡量去掉冗余命令。其中預處理模塊主要工作為設定單元類型、實常數(shù)、材質(zhì),構建結(jié)構實體模型并進行網(wǎng)格劃分等;求解模塊中定義分析類型及相應選項、施加載荷、確定載荷步選項等并求解;求解結(jié)參數(shù)。

94、在可靠性分析階段,主要工作包括指定可靠性分析文件、選擇和定義輸入變量以及輸出變量之間的相關系數(shù)、確定各輸入變量服從的分布類型和分布函數(shù)、選擇分析工具和方法(蒙特卡羅法或響應面法等)。而后處理階段則通常包括抽樣過程顯示、繪制設計變量取值分布圖、繪制失效概率分布函數(shù)、確定結(jié)構可靠性分析中輸入變量和輸出變量的相關系數(shù)矩陣、假定已知結(jié)構的失效概率尋找對應的輸入變量、靈敏度分析、生成分析報告等。</p><p>　　4.3

95、 用ANSYS對裝載機工作裝置進行可靠性分析的具體操作</p><p>　　4.3.1 問題描述</p><p>　　由于裝載機工作裝置在正載情況下一般不會發(fā)生失效，這里我只對偏載情況進行可靠性分析，至于載荷和約束在前面靜力分析中已有說明，這里就不再多說。</p><p><b>　　極限狀態(tài)函數(shù)為</b></p><p&g

96、t;　　g(x)= - （4-8）</p><p>　　─ 工作裝置材料的許用應力</p><p>　　─ 工作裝置在偏載時出現(xiàn)的最大應力</p><p>　　工作裝置的使用可靠性就是 g(x)>0 的概率 </p><p>　　4.3.2 進行可靠性分析的具體步驟

97、</p><p><b>　　1．定義參數(shù)變量</b></p><p>　?。?）選擇 Utility Menu>Parameters>Scalar parameters 命令，彈出【Scalar parameters】面板，</p><p>　?。?）在【selection】設置框中分別輸入 “young=210000”,”thi

98、ckness=34”,”fx1=33472”,”fx2=50972”，“fy1=12183”,”fy2=25672”.然后分別依次單擊 Accept 確認。</p><p>　　2． 從proe中導入動臂模型，定義單元類型，定義材料屬性，劃分網(wǎng)格，</p><p>　　施加約束，載荷，然后求解。具體操作步驟在前面靜力分析中已經(jīng)介紹，這里不在說明。只是有一點不同，那就是輸入各種值的時候，要把

99、第一步設置的參數(shù)輸進去，不要輸入數(shù)字值。</p><p><b>　　3． 后處理階段 </b></p><p>　　后處理階段主要工作就是提取可靠性分析所需要的最大位移量，最大應力值，以及材料屈服極限與最大應力的差值。具體操作：</p><p>　?。?）選擇 Utility Menu>Select>Entities 命令，彈出【

100、Select Entities】對話框。</p><p>　?。?）在選擇對象欄中選擇【Nodes】選項，單擊sele All 按紐，選中所有節(jié)點。</p><p>　?。?）選擇Main>General Postprocessor>List Results>Sorted Listing-Sort Nodes 命令，彈出【sort nodes】對話框。</p&g

101、t;<p>　　（4）在【ORDER】選擇欄中選擇【Ascending order】選項，在【KABS】選擇欄中選擇【YES】，在【Item,comp】選擇欄中選擇【 DOF solution】和【Translation USUM】</p><p>　?。?）在命令流窗口輸入*get,maxdeflection,sort,0,max,按回車確認，提取最大的總變形</p><p&g

102、t;　?。?）選擇Main>General Postprocessor>List Results>Sorted Listing-Sort Nodes 命令，彈出【sort nodes】對話框。</p><p>　　（7）在【ORDER】選擇欄中選擇【Ascending order】選項，在【KABS】選擇欄中選擇【YES】，在【Item,comp】選擇欄中選擇【stress】和【von mis

103、es SEQV】</p><p>　?。?）在命令流窗口輸入*get,maxstress,sort,0,max,按回車確認，提取最大的節(jié)點等效應力。</p><p>　?。?）這是最關鍵的一步，為可靠性分析建立一個分析文件，在這里用utility>file>write DB log file,建立一個宏文件dongbi.mac ,文件dongbi.mac包含了一個對受偏載的動臂

104、進行分析的完整過程。選擇utility>file>read input from 命令，彈出【Read File】對話框，讀取dongbi.mac 文件。</p><p>　　4 可靠性分析階段。</p><p>　　第一步：進入PDS和規(guī)定分析文件</p><p>　　（1）選擇Main Menu> Prob Design> Analysi

105、s File> Assign命令，彈出【Assign deterministic model file】對話框</p><p>　　（2）在【Analysis File】設置框中輸入分析文件名“dongbi.mac”，單擊 ok 按鈕，確認輸入。</p><p>　　第二步：定義輸入變量及它們的分布類型</p><p>　?。?）選擇Main Menu>

106、 Prob Design>Random input 命令，彈出【Random input Variables】對話框.</p><p>　?。?）單擊 add按鈕，彈出【Define a Random Variables】對話框.</p><p>　　在【Select a parameter】選擇欄中依次選擇“thickness”,”young”,”fx1”,”fx2”,”fy1”

107、,”fy2”選項作為輸入變量。</p><p>　?。?）在【Distribution Type】選擇欄中為它們選擇不同的分布類型</p><p>　　下表是各隨機變量參數(shù)及它們的分布類型</p><p><b>　　表4—1</b></p><p>　　注：① t 代表thickness,</p><

108、;p>　　lower 代表lower Boundary</p><p>　　Upper代表Upper Boundary</p><p>　　第三步 ：定義輸出變量</p><p>　?。?） 選擇Main Menu> Prob Design>Random output 命令，彈出【Random output parameters】對話框.單擊

109、add按鈕，彈出【Define a Random output parameter】對話框</p><p>　?。?）在【Select parameter】選擇欄中依次選“maxdeflection”,”maxstress”, 單擊 ok 按鈕，確認輸入。</p><p>　　第四步：選擇分析方法進行分析</p><p>　　我使用的是蒙特卡羅法中的拉丁超方法進

110、行可靠性分析</p><p>　?。?）選擇 Main Menu>prob Design>Monte Carlo Sims 命令，彈出【Monte Carlo Simulation】對話框。</p><p>　?。?）在【Sampling Method】選擇欄中選擇【Latin Hypercube】單選項，單擊 ok 按鈕，彈出【Options for Latin-Hyperc

111、ube Sampling】對話框。</p><p>　?。?）在【Number Seed Option】選擇欄中選擇【Use 1234567 INIT】單選項，單擊 ok 按鈕。</p><p>　?。?）在【Solution Set Label】設置框中輸入“dongbi”, 單擊 ok 按鈕,執(zhí)行可靠性分析。</p><p>　　5. 結(jié)果顯示及分析</p

112、><p>　　5.1 靜力分析的結(jié)果及其分析</p><p>　　ANSYS中，結(jié)果的顯示是在后處理器中完成的。ANSYS中提供兩個用于后處理的處理器，其中靜力學中廣泛應用的是通用后處理器POST1，它可以顯示某一特定時間或某一頻率下的結(jié)果。</p><p>　　這里要指出的是，ANSYS的后處理僅僅是用于檢查分析結(jié)果的輔助工具，仍然需要通過使用者的工程判斷力來真正對結(jié)

113、果進行分析與解釋，例如應力云圖可能表明模型中的最高應力為1500Mpa,必須由設計者根據(jù)實際情況判斷這個結(jié)果是否與實際相符，并確定這個應力水平是否符合設計要求。具體操作步驟如下：</p><p>　　1.選擇Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu命令，出現(xiàn)Contour Nodal Solution D

114、ata對話框。在Item,Comp Item to be contoured的第一個列表中分別選取DOF solution、Stress、Straion-total在第二個列表中再分別選取相應的值，單擊Apply按鈕,屏幕上將顯示相應的云圖。</p><p>　　2.選擇Main Menu>General Postproc>List Rusluts>Reaction Solu命令,出現(xiàn)List