对于全液压履带式装载机车架有限元动力学分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com1．1建立几何模型2模态分析由于该装载机车架结构复杂，我们采用Pro／E软件创建实体模型再导人到HypermeshE·】中进行网模态分析是用来确定结构振动特性的一种技格的划分等前处理。术，是所有动力学分析类型的基础内容，是进行其参照ZY65B样机实际尺寸，适当简化求解计算它动态特性分析所必需的前期分析过程。装载机是规模，对模型中的倒角、受力影响不大的连接孔和以车架为主要承载件的半刚性结构系统，理论模态一些工艺结构如凸台、凹槽等予以省略，得到车架分析仅考虑装载机车架的质量

2、和刚度。使用Hy—的三维实体几何模型。permesh建立有限元模型，用Nastrant1作求解器，分1．2建立有限元模型析计算车架的自然模态频率和振型。由于是分析车进行有限元分析时，单元网格的划分及采用单架的自由模态，无需施加约束[41。大型结构系统的自元类型与大小直接影响计算结构的精度，根据本车由度虽然很多，但往往激励的高频成分很弱或是系架的结构特点及大小，我们在建立有限元模型时，统的高频成分对振动的贡献度很低。本次理论分析选用SHELL单元，取单元的尺寸大小为30mm，在方法采用的是LANCZOS算法

3、l5l，频率范围为0～200焊接处以WELD单元连接，特别注意对应力集中处Hz，取前9阶模态的固有频率如表1所示。一41—学兔兔www.xuetutu.com表1前9阶模态的固有频率阶次频率／Hz阶次频率／Hz141．20676．10245．50777．03347．00885．43451．30995．45557．70由分析结果可以看到，作为自由模态分析，第1图3关键点时域曲线阶主要是车架底板的局部模态，这对整车的影响较图4为车架的均方根应力云图，从图中可以看小，它可以通过形貌优化，利用增加加强肋的方法出，

4、在车架两侧内板部分的均方根应力比较大，这来移除在该频率附近的局部振动[61。在46Hz和77很有可能导致装载机在工作时车架内板强度不够，Hz附近的是车架的第2，7阶整体模态，2阶为平衡从而破坏车架。改进的措施是，可以在内板应力云梁的y轴移动模态，7阶为底板局部+z轴移动复合图颜色较深的部分贴一块厚16mm的耳板，尽量增模态(图2)，它们对整车影响较大，其它频率的振动大与内板的粘合面积，以增加该区域的动态强度与都为局部模态。刚度。⋯rt蔫一‘c蠡：yx图2底板局部+z轴移动复合模态3瞬态响应分析图4车架的均

5、方根应力云图瞬态动力学分析主要用于确定系统在承受随4频率响应分析时间任意变化的载荷时的动力学响应，是用来计算结构强迫动力响应的最一般方法。对车架上各铰接谐响应分析主要用于确定线性结构在承受随点所受到的来自举升液压缸、动臂和转斗液压缸的时间按简谐规律变化的载荷时的稳态响应。装载机动态载荷，取一个工作循环周期，利用Nastran的动振动的主要振源是发动机，气体爆炸压力、运动件力学求解优势，对车架进行瞬时响应分析，得到车产生的惯性力和惯性力矩通过发动机与车架之间架对外载荷的响应，从而确定危险响应位置点。在的连接

6、支撑传递到车架上，其中由曲轴、连杆以及外载荷激励下，几个关键点时域曲线如图3所示。活塞运动的不平衡质量引起的1阶、2阶往复惯性从图3可见，这些关键点的变形基本上都控制力和力矩，较容易引起车架的共振，对装载机的振在4mm以内，只有车架右半轴与右履带连接处在动影响较大，其余影响较小。0．6s时，以及车架与平衡支撑梁连接处在0．5s时装载机在怠速、正常行驶和加速行驶时，发动的位移响应大于5mm，但从总体来说基本满足了车机的转速不一样，其对车辆的激励频率也不一样。架动刚度的要求。在这里我们选用的发动机型号为：康明

7、斯NT855—一42一学兔兔www.xuetutu.comC280型发动机，该机为4冲程、直列、六缸发动机，其基本转速参数为：怠速n=575～650r／min，额定转速1850r／min，根据发动机对车辆的激励频率经验公式：户式中：z为发动机缸数；为发动机冲程数；n为发动机转速。因此发动机对机器的激励频率为：怠速时激振频率：／．_2×凡×6／(60×4)=28．75-32．5Hz；正常行驶时激振频率：户92．5Hz。由计算结果可知，发动机的正常行驶激振频率避开了车架的低阶模态频率，但与车架的高阶模态频率区

8、域有重叠，可能引起汽车的共振，降低车辆的舒适性并影响其疲劳寿命。怠速时，发动机的激振频率已经远低于车架的l阶固有频率，尽管整车的整体固有频率比车架的整体固有频率略高一些，但由发动机怠速激励引起共振的可能性很小。因此应把发动机正常转速时的激振频率对车架的影响作为主要研究对象。针对发动机在不同转速下的频率激励，选用车架与履带及平衡梁连接的部位为响应点，得到在发动机激励下的频域响应特性曲线如图5。从频域响应曲线可以看出：平衡梁响应点