液压缸焊接部位有限元焊接模拟方法的探讨

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1、2015年l0月机械设计与制造工程0ct．2015第44卷第1O期MachineDesignandManufacturingEngineeringVo1．44No．10DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．10．006液压缸焊接部位有限元焊接模拟方法的探讨窦丽英，刘大维(青岛大学机电工程学院，山东青岛266071)摘要：为了对自卸汽车举升液压缸焊接部位进行强度分析，利用有限元软件HyperMesh建立了液压缸有限元模型，对液压缸有限元模型的焊接部位分别采用1D梁单元和3D实体单元进行模拟焊接，并分析了在液压力作用下液

2、压缸焊接部位的应力分布情况。结果表明，采用3D实体单元进行模拟焊接，可使模拟焊接的结果更符合工程实际。关键词：自卸汽车；液压缸；有限元；焊接中图分类号：U463．92l文献标志码：A文章编号：2095—509X(2015)10—0029—03举升机构是自卸汽车上的重要装置之一，液压1．1模型的建立缸作为举升机构的执行部件，其强度直接影响自卸液压缸有限元计算模型的网格划分是在有限汽车的整车性能，因此对液压缸强度进行研究十分元软件HyperMesh中进行的。根据液压缸的结构必要。近年来，许多学者和生产企业对举升液压缸特点，缸盖采用四面体单元(TETR

3、A)进行划分，其进行了大量的研究¨-4j。由于液压缸在工作中不余部件采用六面体单元(CHEXA)进行划分，液压断受到压力冲击，焊接部位的强度成为液压缸能否缸底座和底座轴以及底座和缸筒采用焊接单元进正常工作的关键。本文利用有限元软件Hy—行连接。HyperMesh中提供了多种模拟焊接方法，perMesh对液压缸焊接部位采用不同焊接单元进如采用3D实体单元、壳单元、1D梁单元等模拟焊行模拟焊接，分析在液压力作用下焊接部位的应力接，这些模拟焊接方法各有其优缺点。1D焊接单分布，探讨液压缸合理的焊接形式。元(Rbar)在生成时操作简单并且计算量小，在模拟

4、焊接时得到广泛应用；3D焊接单元(Penta)可以1液压缸有限元分析模型根据焊点信息自动生成，并能准确模拟焊点信息，某自卸汽车F式举升机构液压缸由缸筒和缸且不增加局部刚度。本文分别采用这两种焊接单盖、活塞和推杆、底座和底座轴、密封装置、缓冲装元对液压缸焊接部位进行模拟焊接J。置等组成，如图1所示。在实际装配中液压缸的两1)1D焊接单元。端分别与车厢和举升支架铰接，底座和底座轴以及1D焊接单元由Spotweld面板生成，采用1D焊底座和缸筒采用焊接连接，液压缸的水平安装尺寸接单元对液压缸焊接部位进行模拟焊接并对生成为1275mm，缸筒内径为198m

5、m。的1D焊接单元进行检查，看有无自由端、是否主焊接部位底座密封装置节点相连、是否从节点相连，最终生成合格的焊接单元。2)3D焊接单元。3D焊接单元由Seam面板生成，Seam模块作为HyperMesh软件中的一个重要模块，其快速自动焊接的功能非常强大_5J。3D焊接单元由五面体底座轴缓冲装置活塞缸筒推秆密封装置单元和RBE3单元组成，如图2所示。图l举升液压缸结构简图对液压缸有限元模型进行单元质量、重复节点收稿日期：2o15—09—14基金项目：中国重汽集团青岛重工有限公司资助项目作者简介：窦丽英(199o一)，女，山东高密人，青岛大学硕士研究

6、生，主要研究方向为车辆动态模拟仿真技术。·29·