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矿用防爆无轨胶轮车车架的有限元分析及优化
矿用防爆无轨胶轮车车架的有限元分析及优化
摘要：
本文以矿用防爆无轨胶轮车车架为研究对象，运用有限元分析的方法，对其结构进行了分析和优化，以确保其在使用过程中的安全和可靠性。在构建车架的有限元模型后，对其进行受力分析，得出了应力、应变等关键参数，并对车架结构进行了优化。最后，通过对优化后的车架进行仿真分析，验证了其优化效果。
关键词：矿用防爆无轨胶轮车、车架、有限元分析、优化
一、引言：
矿井作为一种危险的工作环境，对矿用设备的安全和可靠性要求非常高。而矿用防爆无轨胶轮车是在矿井中常用的一种设备，其结构的安全和可靠性直接影响到工作人员的生命安全和矿井的生产效率。因此，对矿用防爆无轨胶轮车的结构进行有限元分析和优化具有重要意义。
二、研究方法：
1.车架有限元模型的建立
根据矿用防爆无轨胶轮车的实际尺寸和结构，使用SolidWorks软件建立车架的三维模型。
2.有限元分析
将车架的三维模型导入到ANSYSWorkbench软件中，使用有限元方法进行车架的受力分析，得到车架在工作状态下的应力、应变等关键参数。
3.车架优化
对车架的结构进行分析和优化，提高其强度和稳定性。
4.仿真分析
对优化后的车架进行仿真分析，验证其优化效果。
三、研究结果：
1.车架应力和应变的分析结果
经过有限元分析，得到车架在工作状态下的应力和应变分布图，如图1所示。
图1车架应力和应变分布图
可以看出，车架的应力和应变主要集中在连接部分和受力部分，而其他部分的应力和应变相对较小，因此需要将这些集中的应力和应变进行优化。
2.车架优化结果
通过对车架的结构进行分析和优化，提高了车架的强度和稳定性，如图2所示。
图2优化后的车架结构图
可以看出，优化后的车架在连接部分和受力部分采用了加强板或加粗结构的方式进行优化，同时，车架的圆弧形状使车辆更加流线型，降低了空气阻力，提高了行驶稳定性。
3.仿真分析结果
经过对优化后的车架进行仿真分析，验证了其优化效果。仿真结果表明，优化后的车架在各项指标上优于传统车架，提高了车辆的行驶稳定性和承载能力。
四、结论：
通过对矿用防爆无轨胶轮车车架的有限元分析和优化，本文得出了以下结论：
1.车架的应力和应变主要集中在连接部分和受力部分，所以结构的优化应针对这些部分进行。
2.优化后的车架在连接部分和受力部分采用了加强板或加粗结构的方式进行优化，同时，车架的圆弧形状也对车辆的行驶稳定性和承载能力提高了一定的帮助。
3.通过对优化后的车架进行仿真分析，验证了其优化效果。
本文的研究结果可以为矿井中使用的矿用防爆无轨胶轮车的结构设计和优化提供一定的参考。