7b-550履带式装载机执行机构的轻量化设计及寿命分析

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1、分类号：密级：论文编号：学号：50120802308重庆理工大学硕士学位论文7B-550履带式装载机执行机构的轻量化设计及寿命分析研究生：秦飞龙指导教师：许洪斌教授学科专业：机械设计及理论研究方向：传动及其系统的理论与应用培养单位：机械工程学院论文完成时间：2015年3月25日论文答辩日期：2015年5月25日CategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：50120802308Master'sDissertationofChongqingUniversityofTechnologyLightweightDesignand

2、LifeAnalysisfortheActuatorof7B-550CaterpillarLoaderPostgraduate:QinFeilongSupervisor:Prof.XuHongbinSpecialty:MechanicalDesignandTheoryResearchDirection:TheoryandApplicationofTransissionanditsSystemTrainingUnit:CollegeofMechanicalEngineeringThesisDeadline:March25,2015OralDefenseDate:May25,2015重庆理工

3、大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律后果。作者签名日期:年r月从曰学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

4、本学位论文属于（请在以下相应方框内打“V”)：1.保密口，在_年解密后适用本授权书。2.不保密口。摘要摘要装载机执行机构作为装载机工作时的主要部件，由于有时工作环境比较恶劣，因此，对其执行机构的性能及刚强度提出了很高的要求。传统的执行机构设计过程中，为了保证执行机构能在比较恶劣的环境中工作，设计者在设计过程中往往采用比较保守的方式，比如增加杆臂的厚度等。随着装载机数量的增多，这就造成了许多材料的浪费，同时，也增加了执行机构自身的重量，从而影响了产品的整体特性和经济性。因此，为提高装载机的整体性能和市场竞争力，对装载机执行机构的轻量化研究具有十分重要的意义。本课题根据企业的要求和国内外及本

5、单位研发中心的研究现状，以多功能履带式装载机执行机构为研究对象，基于非线性有限元理论、虚拟样机技术、结构优化理论，结合试验对装载机在工作时的各个工况下的受力进行研究，在保证原有工作性能的情况下，运用拓扑优化、尺寸优化、形貌优化相结合的方法，对装载机执行机构进行轻量化设计，具体研究内容如下：（1）通过对装载机工作状态的研究，确定装载机执行机构的运动工况，同时建立执行机构工作过程中的数学模型，得到各工况下的受力情况及解析值。（2）建立装载机执行机构的三维实体模型，并通过专用接口将其导入仿真软件ADAMS中，进行各工况下的动态仿真，并将仿真结果与数学模型结果相对比，验证其仿真的准确性。（3）将

6、在SolidWorks中建好的三维实体模型通过专用接口导入到有限元分析软件ANSYS中，采用Lanczos法对其进行模态分析。（4）根据虚拟样机得出的各工况下的载荷谱，将其加载到ANSYS中的有限元模型上，得出各工况下装载机执行机构的应力和位移情况，并评价其力学性能，为后面的优化提供参考和依据。（5）根据有限元分析结果，确定轻量化方案，同时对优化方案进行参数化建模，运用多目标遗传算法得到其最佳优化方案。（6）在各项指标均满足设计要求的前提下，运用FatigueTool对装载机执行机构进行疲劳寿命分析，估计其最小使用寿命。关键词：装载机执行机构轻量化寿命分析IABSTRACTABSTRAC

7、TAsthemainpartofaloader,theactuatorofaloaderhasbeenrequestedstrictly,fortheworkenvironmentbeingratherharshsometimes.Thedesignerusedtoadoptrelativelyconservativewaytokeeptheactuatorworkinginsuchenvironmentduringthetradi