液压挖掘机反铲装置动臂钢结构有限元分（本科毕业论文设计）.doc

摘 要

本设计介绍了使用有限元方法对液压挖掘机动臂进行的静载应力分析。
首先，详细论述了用PRO/E建立动臂模型的过程，以及将模型导入到ANSYS中的几种方法。其次，分析计算了两种典型工况下整机理论挖掘力和各工况下铰点的支反力，为有限元分析做准备。再次，介绍了有限元分析过程中关于单元的选择、网格划分的方法以及约束和载荷的确定。详细叙述了在铰点处施加余弦载荷的方法并附有详细的命令流。对有限元分析的结果做出了判断，并以此为依据对动臂结构的改进提出了建议。


关键词：液压挖掘机，动臂，有限元，应力分析







ABSTRACT

This design use the finite element method to analysis the static stress of the hydraulic excavator boom.

First of all, it discussed in detail with PRO / E model to establish the process of boom and the model will be imported into ANSYS in several ways. Secondly, calculation of the diging forces at two conditions of the excavation and the condition of the hinge-point of the anti-for finite element analysis to prepare for. Once again, introduced a finite element analysis on the choice of units, grid-based methods and identify the constraints and loads. Described in detail in the hinge point cosine load imposed on the method with a detailed order flow. Finite element analysis of the results made a judgement, and as a basis for the boom to improve the structure of the proposal, have achieved good results.


Key words: hydraulic excavators, boom, finite element, static stress analysis


目 录

摘 要 I
ABSTRACT II
１ 引言 1
２　课题任务和实现途径 2
２.１建立实体模型 2
２.２受力分析 2
２.３建立有限元模型 2
２.４确定边界条件 3
2.5施加载荷并求解 3
3　动臂三维模型的建立 4
3.1建模软件PRO/E简介 4
3.2建模过程及相关说明 4
3.2.1建模的前处理 4
3.2.2建模具体过程 5
3.3 PRO/E和ANSYS软件的连接 8
４　动臂受力分析及其相关计算 12
4.1　工况Ⅰ的确定及其相关计算 12
4.1.1　理论挖掘力的计算 12
4.1.2　各铰点力的计算及内力图 16
4.2　工况Ⅱ的确定及其相关计算 17
4.2.1　理论挖掘力的计算 17
4.2.2　各铰点力的计算及内力图 21
5 动臂的有限元分析 22
5.1　ANSYS简介 22
5.2 模型的前处理及网格划分 24
5.2.1单元的选择 24
5.2.2建立有限元模型 24
5.2.3约束和载荷 25
5.3求解模型及后处理 29
5.4结果分析及改进意见 31
6 总结 33
参考文献 34
附录： 35