基于工程機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析與疲勞壽命研究.pdf

1、以某輪式裝載機(jī)后車架為研究對(duì)象，完成了后車架工況力學(xué)與有限元分析、模態(tài)測(cè)試分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化、隨機(jī)振動(dòng)與疲勞仿真分析。論文主要內(nèi)容如下:
　　 (1)工況力學(xué)與有限元分析
　　 根據(jù)后車架典型的三種惡劣工況，建立了各工況力學(xué)模型和后車架的有限元模型，進(jìn)了有限元分析。
　　 (2)模態(tài)測(cè)試與分析
　　 對(duì)車架進(jìn)行了模態(tài)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，仿真與測(cè)試結(jié)果基本一致，驗(yàn)證了有限元模型的準(zhǔn)確性。測(cè)試結(jié)果表明，車架的固有頻率有效的

2、避開了發(fā)動(dòng)機(jī)的基頻。
　　 (3)結(jié)構(gòu)優(yōu)化
　　 建立裝載機(jī)后車架參數(shù)化模型，以后車架板厚為設(shè)計(jì)變量，材料的強(qiáng)度極限為約束條件，總重量為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析。優(yōu)化后車架的質(zhì)量為1225.1Kg，相對(duì)于優(yōu)化前的1569.6Kg降低了344.5Kg，減重達(dá)21.9％，優(yōu)化效果令人滿意。并對(duì)優(yōu)化后的模型進(jìn)行了有限元分析且滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求。
　　 (4)隨機(jī)振動(dòng)分析
　　 對(duì)后車架施加測(cè)得的加速度信號(hào)，獲得1σ

3、位移、速度、加速度、等效應(yīng)力響應(yīng)值及節(jié)點(diǎn)的振動(dòng)響應(yīng)譜。1σ最大應(yīng)力為80.823Mpa，根據(jù)Steinberg提出的基于高斯分布和Miner定律的三區(qū)間法，計(jì)算隨機(jī)疲勞損傷系數(shù)為0.73，驗(yàn)證了其結(jié)構(gòu)的疲勞設(shè)計(jì)可靠。
　　 (5)基于Msc.Fatigue的后車架振動(dòng)疲勞仿真
　　 對(duì)優(yōu)化后的有限元模型進(jìn)行一個(gè)快速頻響分析，得到模型應(yīng)力功率譜密度。將優(yōu)化后工況Ⅱ有限元分析結(jié)果和頻響分析結(jié)果導(dǎo)入Msc.Fatigue，輸入