自卸車舉升液壓缸有限元分析及優(yōu)化研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，自卸車作為工程上承擔(dān)運(yùn)載任務(wù)的重要工具，其品種和產(chǎn)量在逐年增加。自卸車舉升液壓缸是車箱舉升動作的執(zhí)行器，也是決定自卸車性能的關(guān)鍵部件。自卸車用舉升液壓缸多采用長行程套筒式的多級液壓缸，其內(nèi)部零件較多且裝配復(fù)雜，工作時要承受較大的壓力載荷，所以要求它具備出色的質(zhì)量和性能。當(dāng)前，相關(guān)企業(yè)在設(shè)計和制造液壓缸時大多依靠設(shè)計人員的經(jīng)驗，這種傳統(tǒng)設(shè)計方式時間周期長，成本較高，且對于設(shè)計新結(jié)構(gòu)或復(fù)雜結(jié)構(gòu)的液壓缸會存在一定偏差。本課

2、題基于某液壓缸制造企業(yè)在實際生產(chǎn)中遇到的質(zhì)量問題，以3TG-E133×2700Z型三級套筒式自卸車舉升液壓缸為研究對象，借助CAD/CAE技術(shù)對液壓缸的強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行有限元分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，論文主要內(nèi)容如下：
　　①詳細(xì)分析了自卸車舉升液壓缸的結(jié)構(gòu)、工作原理以及設(shè)計制造中容易出現(xiàn)的問題。根據(jù)實際尺寸運(yùn)用三維建模軟件UG對液壓缸的各個零部件建模并裝配，同時對液壓缸關(guān)鍵位置的焊縫結(jié)構(gòu)進(jìn)行了焊縫建模。
　?、诮⑷壱簤焊琢W(xué)計算

3、模型并在1.25倍壓力下對液壓缸進(jìn)行受力分析和計算，分別計算出液壓缸各段最大應(yīng)力和撓度（位移），根據(jù)Mises第四強(qiáng)度理論對液壓缸各段進(jìn)行強(qiáng)度校核。采用能量計算法分析計算液壓缸的臨界載荷，完成對液壓缸穩(wěn)定性的計算校核。
　?、蹖⒔⒌牟煌缚p結(jié)構(gòu)的液壓缸三維模型導(dǎo)入到有限元分析軟件 ANSYS Workbench中，在1.25倍壓力下對液壓缸進(jìn)行靜力學(xué)強(qiáng)度分析，可以快速準(zhǔn)確地得到液壓缸整體及各段最大應(yīng)力和位移值，并查看到應(yīng)力和位移

4、的分布情況。對液壓缸進(jìn)行線性屈曲分析，得到液壓缸的臨界載荷，完成穩(wěn)定性有限元分析校核。
　?、軐Ρ壤碚撚嬎憬Y(jié)果和有限元分析結(jié)果，驗證有限元分析液壓缸的可行性。根據(jù)強(qiáng)度分析結(jié)果，對危險區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，將由焊接方式加工的二級缸體優(yōu)化為整體式結(jié)構(gòu)，有效降低了液壓缸所受最大應(yīng)力值，提高了液壓缸的可靠性。
　　本文通過采用有限元技術(shù)手段對3TG-E133×2700Z型三級套筒式自卸車舉升液壓缸開展研究，將理論計算和有限元分析相結(jié)合，