大型履带排水车可旋转式支腿CAE分析及优化

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1、学兔兔www.xuetutu.com机械工程师MFCHAN}CALENGlNEER大型履带排水车可旋转式支腿CAE分析及优化张功元lI2，朱鹏鹏，林志国，彭倩，蔡源欣，1．厦门理工学院机械与汽车工程学院，福建厦门361024；2．福建侨龙专用车有限公司，福建龙岩3640003．厦门威迪思汽车设计服务有限公司，福建厦门36l024)0引言缩过程和举升过程。伸缩过程：花键轴会受到来自伸缩油移动泵站作为固定泵站的重要补充，具有投资小、适缸的轴向外力，花键轴进行平动和转动两个动作，举升机用范围广、机动性强等特点。大型履带排水

2、车作为移动泵构随花键轴一起运动，由水平横向旋转到竖直方向；举升站的一种，可以行驶到现场作业，尤其适用于大面积农过程：在举升油缸作用下，支腿逐渐伸长，举升整个车辆。田、沼泽等特殊领域。可旋转支腿作为举升机构，是保证大型履带车机动性的基础，同时解决已有车辆支腿超出CB1589—2004限宽要求的问题；花键、花键套在静态条件下的强度和支腿的稳定性是保证支腿正常、可靠工作的前提，因此开展花键、花键套强度和支腿稳定性研究对提高可旋转支腿的性能具有重要意义。借助HyPerMesh和OptiStruct软件，建立大型履带排水车模型

3、．分析静力下花键、花键套的刚强度和支腿的稳定性；在此基础上对可旋转支腿半径进行尺寸优化，并检验优化后支腿的稳定性。1方法与材料1．

4、i作凉理‘r作原理：螺旋花键通过Lj配对零件的配合，达到驱动齿轮在轴向直线运动的吲时产生旋转运动J。螺旋花键的螺距为1000mill，支腿伸f}j250mill的同时旋转90。。可旋转支腿如图1所示，由伸缩机构和升降机构组成，呈“T”字形。伸缩机构由花键轴、花键套和伸缩油缸构成；举升机构由支腿和举升油缸构成。．2评价指标可旋转保证履带车被举到最高位置_T况下花键、花键套刚支腿T作过强度和

5、支腿的稳定性是确保机构稳定工作的前提。在伸程如图2所缩过程支腿未着地，花键和支腿受到的力都较小；在举升示，包括伸过程，花键轴不再旋转，支腿伸最长时稳定性最差。网址：，Ⅳv～f．ixgcs．COrn电邮．hrbengineer@163com2015年第12期l99学兔兔www.xuetutu.com机械工程师NiAIFN(1)强度和刚度强度表示结构抵抗破坏的能力尤论部件的重力均匀rf,JI~,．i在“方盒”卜是蜊性材料达到屈服极限时产生的塑性变形，还是脆性表lQLLY3000大型履带排水车参数材料达到强度极限时构件发生

6、突然断裂，都认为是材料K／Il1ll】宽／l1lll1商，l1lI1I匝／I最高1速／(kill·h失效：考虑到安全系数建的强度条件为≤[]。(1)其中[r厂]是考虑到安全系数的强度极限或朋服极限。表2部件材料属性参数刚度表示材料或结构抵抗变形的能力，刚度K南公部件材料屈服强度／MPa惭度／(kg·Ill。)弹性模~／GPa泊松比式(2)求得：花键、花键套45钢3557890209O．269K=P／6。(2)支腿Q34534578502060．280其它Q235235785021o0．274其中：P表示施力；占表示变

7、形量。2)稳定性。稳定性是受力构件保持稳定平衡的能力，3)稳定性分当构件长细比过大，在不大的作用力下导致突然发生作析边界条件．．分用力平『吾i外的极大变形而不能保持平衡，常用屈曲分析离单个支腿分析来研究结构的稳定性。]程中有些承受轴向压力的杆件在其稳定性，约束满足强度条件时，却不能保证安全可靠地I：作，会突然发设定如下：将支生明显的弯曲变形，丧失承载能力，这种现象称为稳定失腿下端的6个ft效。腰曲丰要发生在细长或薄壁结构卜?使用有限厄方Il1度约求，f端法先在结构上施切卜·个参考载荷然后通过线性静态一南载荷没定分析得

8、到结构心力，该应力将用于几何刚度矩阵；的构如下：在支腿l22211185202344562299999978906307499901O建，最后通过求解特征值问题得到厢曲凶子，计算公式为施力l】载衙f为EEEEEEEEEE+十十+++++++222222OOOO0O00001110(K—AKG)．r=0．、(3)40000的壳边缘式中：K是结构的刚度矩阵；A是参考载荷的放火系数载荷支腿受到的压力源自于车身的重力，褴个车身的蕈使刚Lall(~zos方法求解特征值问题，该方法只求解较低阶量为l2t，平均每个支腿受到的力为3

9、0000N，考虑到车的一些特征值、最小的A与结构屈曲有关，凶为一旦发生身的重心偏置，故选参考载荷为40000。将模型提交到结构已经失效．所以通常情况不需婴考虑后面的特OptiStruct分析计算征值Jf}{晡临界载荷可以根据公式(4)计算得：厂一，AI(4)Ir．有限元建模曩_1)有限冗模型。大型履带排水车是由液压驱动泵l一装蹬(包括驱动单C、