矿用防爆胶轮车车架优化设计及其静动态分析

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矿用防爆胶轮车车架优化设计及其静动态分析

【作者】 曾志强； 蔡端波； 王俊元； 马维金；

【Author】 ZENG Zhi-qiang1,CAI Duan-bo2,WANG Jun-yuan1,MA Wei-jin 1(1.School of Mechanical Engineering and Automation,North Univers ity of China,Taiyuan 030051,China; 2.School of Quality and Technical Supervision,Hebei University,Baoding 07 1000,China)

【机构】 中北大学机械工程与自动化学院； 河北大学质量技术监督学院；
【摘要】 针对当前某矿用防爆胶轮车质量较大及车架局部刚性较弱的问题,通过HyperWorks的静、动态尺寸优化分析确定出车架各区域钢板的理想厚度,并依据动、静态安全系数对车架模型的钢板厚度作了减薄处理.修改后的模型经ANSYS分析显示前车架前端区域出现了应力集中现象,变形超出设计要求.结合车架的模态分析结果,发现变形较大的原因为前车架前端横向刚度较弱.通过在车架前端局部增加两横梁,重新分析后,结果理想,能够达到车架的设计要求.经优化后,车架总质量减轻了18.27%,车架的约束模态频率相比原结构有较大的增加.
【关键词】 车架； 有限元分析； 结构设计； 尺寸优化；

【文内图片】
图１车架静态载荷优化分析模型Ｆｉｇ．１Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅｌｏｆｆｒａｍｅｕｎｄｅｒｓｔａｔｉｃｌｏａｄ

图２约束应力为１２０ＭＰａ时前车架前板尺寸优化结果Ｆｉｇ．２Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｆｒｏｎｔｆｒａｍｅｐｌａｔｅｓｉｚｅ

图３右后轮自由矩形坑路面工况应变图Ｆｉｇ．３Ｓｔｒａｉｎｆｉｇｕｒｅｏｆｔｈｅｒｉｇｈｔｒｅａｒｗｈｅｅｌ

图４原模型机架第６阶约束模态振型Ｆｉｇ．４６－ｏｒｄｅｒｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｍｏｄｅｓｈａｐｅｓｏｆ

图５前车架增加横梁的位置及截面尺寸Ｆｉｇ．５Ｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄｓｅｃｔｉｏｎｓｉｚｅｏｆ
【基金】 山西省回国留学人员科研资助项目(20101477)

• 【分类号】TD50;U469.6
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