NASTRAN和ADAMS对装载机进行动强度分析

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1、利用NASTRAN和ADAMS组合对裟我机整车动強度分析福出雷沃国际重工股份有限公司计算分析室冷峻丁雄飞杜伟刘安宁毋海鱼摘耍：装载机经常会在恶劣的工地工作，高低不平路面会给机器带来很大的冲击，局部地方会因为冲击产生变形和损坏。按照传统的方法，在产品试制时，模拟装载机不同的作业工况，验证产品的强度测试及可靠性试验，来验证产品的结构是否能满足使用要求，这样物理样机试验当然是最有效的验证方法，但是有时需要几轮物理样机试验，费用较高，并且周期长。本文利用CAE分析手段，在产品在设计阶段，利用有限元NASTRAN和MSCAdams/V

2、iew多体动力学软件建立装载机的多体动力学模型，通过在动力学分析模型上加入各种曲线函数来模拟路面对轮胎的激励，进动力计算分析，很容易获得装载机在过不平路面时各部件应力随时间变化值，并将其计算结果与物理样机的测试结果进行对比，两者的结果比较一致。此方法在产品的设计的应用，能有效的减少物理样机的试验次数，同吋为物理样机试验提供指导。关键词：NastranAdams多体动力学装载机动态强度分析装载机是一种具有较高作业效率的工程机械。主要用于对松散的堆积物料进行铲、装、运、挖等作业。也可以用来整理、刮平场地以及进行牵引作业；换装相应

3、的工作装置后，还可以进行挖土、起重以及装卸棒料等作业。因此，装载机被广泛应用于城建、矿山、铁路、公路、水电、油田、国防以及机场建设等工程施工中，对加速工程进度、保证工程质量、改善劳动条件、提高工作效率以及降低施工成本等都具有极为重要的作用。在设计完产品后，通常需要验证它的强度是否满足我们的设计要求，这就需要做相关的分析工作。静力学分析往往比较简单，但是如果需耍得到机器在不平路面上行使时，部件随时间变化的应力值。一般分析软件做起来就比较复杂了，在Adams中建立虚拟样机来模拟车辆在路而行驶是一个不错的方法。1装载机结构简介根据

4、分析需要，将装载机产品的结构简化成以下5个部分。即铲斗、摇臂、动臂、前车架、后车架。轮胎在Adams软件中可以建立，需要修改轮胎的特性参数如轮胎的半径、宽度、垂直刚度和阻尼、纵向滑移刚度、测偏刚度等。123451•铲斗2.摇臂3•动臂4.前车架5.后车架图1装载机结构简图2FL966装载机动力学模型的建立为计算得到各部件的应力值，所以在Adams中需要将各部件由刚性体用Nastnm生成的模态中性文件（MNF）來代替。由于分析所要关心的部位为铲斗，摇臂，动臂，前车架，后车架,所以只对这些部件生成模态中性文件，其余如驾驶室、发动

5、机、载荷箱等部件用质量块代替。在有限元分析软件中将各个部件划好网格。销轴连接地方用刚性杆连装载机是一种具有较高作业效率的工程机械。主要用于对松散的堆积物料进行铲、装、运、挖等作业。也可以用来整理、刮平场地以及进行牵引作业；换装相应的工作装置后，还可以进行挖土、起重以及装卸棒料等作业。因此，装载机被广泛应用于城建、矿山、铁路、公路、水电、油田、国防以及机场建设等工程施工中，对加速工程进度、保证工程质量、改善劳动条件、提高工作效率以及降低施工成本等都具有极为重要的作用。在设计完产品后，通常需要验证它的强度是否满足我们的设计要求，

6、这就需要做相关的分析工作。静力学分析往往比较简单，但是如果需耍得到机器在不平路面上行使时，部件随时间变化的应力值。一般分析软件做起来就比较复杂了，在Adams中建立虚拟样机来模拟车辆在路而行驶是一个不错的方法。1装载机结构简介根据分析需要，将装载机产品的结构简化成以下5个部分。即铲斗、摇臂、动臂、前车架、后车架。轮胎在Adams软件中可以建立，需要修改轮胎的特性参数如轮胎的半径、宽度、垂直刚度和阻尼、纵向滑移刚度、测偏刚度等。123451•铲斗2.摇臂3•动臂4.前车架5.后车架图1装载机结构简图2FL966装载机动力学模型

7、的建立为计算得到各部件的应力值，所以在Adams中需要将各部件由刚性体用Nastnm生成的模态中性文件（MNF）來代替。由于分析所要关心的部位为铲斗，摇臂，动臂，前车架，后车架,所以只对这些部件生成模态中性文件，其余如驾驶室、发动机、载荷箱等部件用质量块代替。在有限元分析软件中将各个部件划好网格。销轴连接地方用刚性杆连接。如图2图2局部有限元模型IMmotion^图5凸台施加约束模型在相关部位施加止确的约束副。如图6,为连接部位之一ground用刚性杆来代图3装载机有限元模型然后将有限元模型转化为中性文件(MNF),导入Ad

8、ams中，开始构建虚拟样机模型。车辆在路面上行驶，轮胎会随着路面的高低不平而上下振动。在模拟这种动态工况时，简化路面，在前后桥各轮毂处建立四个轮胎,轮胎类型选用UA轮胎，半径为805mm,宽度为400mm,垂直刚度1500N/mm,阻尼为1.2。根据轮胎半径在相关位置建立四个凸台。如图4p