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平地機是國內(nèi)20世紀50年代發(fā)展起來的公路工程機械，現(xiàn)在已經(jīng)得到越來越廣泛的應用，其中主機架作為平地機的一個重要部件，其強度分析和剛度分析越來越受到重視。
根據(jù)平地機設計經(jīng)驗和其功能需要進行全新設計的某型號馬力平地機的主機架是較為復雜的焊合件結構，其強度要求在設計過程得到了充分考慮，為了減少開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期，顯著地提高產(chǎn)品質(zhì)量，在主機架的強度設計過程中，大量的使用了有限元分析技術，本研究利用有限元分析平臺，對全新設計的機架進行了校核計算。根據(jù)計算結果選用成本較低的材料和選擇合適的結構形式避免共振破壞。
平地機主機架是典型的工程機械常用的焊合件結構，現(xiàn)有Q235和Q345兩種材料類型可供選擇。利用Pro/E建模，并利用ANSYS與Pro/E的無縫連接，接口將三維模型導入，從而最大限度地保證模型數(shù)據(jù)的完整，三維模型以及主車架的主要約束條件如圖所示。
根據(jù)平地機的最大功率210馬力，轉向油缸最大壓力為16 MPa，在前機架和后機架鉸接處，施加59 MPa的壓力，轉向油缸鉸接處，施加46.55 MPa的壓力。駕駛室等效壓力為35 KPa。在驅動橋的固定處施加固定約束模擬驅動橋與主機架的螺栓連接，由于主機架本身的質(zhì)量較大，在計算過程中充分考慮了機架本身的質(zhì)量，取其密度為7850kg/m3，通過計算程序自動計算其重心，并施加重力。使用SOLID45單元對主機架進行網(wǎng)格剖分，模型如圖所示。
建立有限元模型是有限元分析的關鍵步驟，模型的準確與否直接影響最終的分析結果。力學模型既要反映部件的主要特征，又要在保證分析精度的條件下，盡量簡化模型，以加快計算速度，降低因單元異化而造成的計算報錯，所以在建模的過程中，本研究簡化零件本身的一些特征。
對有限元模型施加以上的邊界條件后，進行靜力學分析，圖為主機架整體的應力云圖，從圖上可以看出，整個主機架的應力分布并不明顯，車架的最大應力出現(xiàn)在鉸接架和厚板的連接處的后面(NODE 200)，最大應力為128 MPa。為了更加準確地反映主機架的應力分布情況，我們對局部的單元進行分析，圖為主機架所示的最大等效應力處的部分單元的等效應力。圖為鉸接架等效應力云圖，最大等效應力為63 MPa，它出現(xiàn)在轉向油缸的壓力線方向上。圖為后橋固定處的等效應力云圖，最大等效應力為54 MPa。
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