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装载机湿式驱动桥结构有限元分析

发布于:2016-02-25 20:21
有限元分析

      为了获得各种工况下某轮式装载机湿式驱动桥结构的变形与应力分布,以便对车桥结构进行强度分析校核与优化设计,必须对驱动桥结构进行合理正确的有限元分析。
      轮式装载机铲斗下插时会产生前轮离地的危险情况,这时后桥承受的重力载荷最大,称为下插工况。在掘起时又会产生后轮离地的危险情况,这时前桥承受的重力载荷最大,称为倾翻工况。对驱动桥结构进行强度评估,主要分析在这两种工况下桥壳、轮边支承轴、轮边支承轴联接螺栓、桥壳法兰、轮毂、轮毂轴承、轮毂封盖、托架的受力情况。
      由于前、后湿式驱动桥结构是由多个零、部件装配起来的复杂结构,各零、部件之间既非刚接又非铰接,而是通过紧固螺栓、轴承等方式连接,各零、部件之间存在大量接触问题,需要进行大量的非线性迭代有限元分析计算,另外,螺栓预紧力的施加与轴承的简化处理等
      从结构零、部件三维相对尺寸考虑,由于零件厚度相对长度和宽度较大,所有零、部件均采用8节点六面体实体单元SOLID45。SOLID45实体单元对各种实体复杂边界面有较好的逼近,而且计算时间较少,计算结果精确可靠。由于零、部件的所有接触都是面-面接触,故选取CONTA174与TARGE170接触副单元来处理这类面-面接触问题。
      前桥共划分272308个单元,67605个节点,19个面接触副,后桥共划分301258个单元,74507个节点,23个面接触副。单元网格划分后的前、后桥如图所示。
      桥结构的许多零、部件之间多采用螺栓连接,螺栓连接均预先施加紧固力,即螺杆截面均存在与结构载荷无关的预紧拉力,这种拉力必须在结构分析之前施加在螺杆上。施加预紧力的方法主要有降温法和预紧力单元法,由于本结构单元多,采用降温法使问题难以收敛,而且会使螺杆产生径向应力,不能很好反映螺杆上应力的变化。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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