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大型矿用自卸车车架结构有限元建模研究
摘要
本文以大型矿用自卸车为研究对象，针对车架结构进行有限元建模研究。首先介绍了自卸车的基本概念，然后讨论了车架在破碎机作业中的工作状态以及施加在车架上的荷载情况，并基于系统较大为局部的建模原则，将车架分为几个局部模型。之后，针对局部模型进行有限元建模，并通过仿真分析各个局部模型的受力情况，进而得出车架整体的受力情况和应力分布。最后，对有限元分析结果进行讨论，并提出了改进方案，以进一步提高车架结构的强度和稳定性。
关键词：大型矿用自卸车；车架结构；有限元建模；应力分布；改进方案
Abstract
Thispaperfocusesonthefiniteelementmodelingoftheframestructureoflargeminingdumptrucks.Firstly,thebasicconceptofdumptrucksisintroduced,andthentheworkingstatusoftheframeinthecrusheroperationandtheloadappliedtotheframearediscussed.Basedontheprincipleofmodelingthelocallylargesystemasapartanddividingtheframeintoseverallocalmodels,finiteelementmodelingiscarriedoutforeachlocalmodel,andthestressofeachlocalmodelissimulatedandanalyzed,soastoobtaintheoverallstressandstressdistributionoftheframe.Finally,theresultsoffiniteelementanalysisarediscussed,andimprovementschemesareproposedtofurtherimprovethestrengthandstabilityoftheframestructure.
Keywords:Largeminingdumptruck;framestructure;finiteelementmodeling;stressdistribution;improvementscheme
1.引言
大型矿用自卸车是煤矿、金属矿、石油天然气等行业中使用较为广泛的机械设备之一。在矿山生产中，大型矿用自卸车承担着很重要的物流运输工作，其可靠性、安全性和稳定性对矿山的生产效率和生产成本都有着至关重要的影响。在大型矿用自卸车中，车架结构是其重要的组成部分之一，车架的强度和稳定性对车辆的使用寿命和安全性能有着关键性的影响。
因此，对大型矿用自卸车车架结构进行研究和分析是非常必要的。本文以大型矿用自卸车为研究对象，重点研究车架结构的有限元建模方法，并通过有限元分析，得出车架整体的受力情况和应力分布，提出改进方案，以提高车架结构的强度和稳定性。
2.大型矿用自卸车的基本概念
大型矿用自卸车是一种特殊的工程车辆，用于煤矿、金属矿、石油天然气等行业的大规模矿山工作。其主要组成部分包括发动机、变速器、轮胎、制动系统、转向系统、悬挂系统、车厢等，其中车架结构是其重要的组成部分之一。
3.大型矿用自卸车车架结构的荷载分析
车架结构在大型矿用自卸车中承担着重要的作用，主要是负责承受车辆的质量、荷载、离心力等作用力。在破碎机作业中，车架的主要作用是承受破碎机的载荷，其中荷载状态包括动载荷和静载荷。
4.大型矿用自卸车车架结构的有限元建模
在进行大型矿用自卸车车架结构的有限元建模时，需要根据结构特点和受力情况进行分块。车架结构在水平方向上分为前后桥组和中间车架组，中间车架组分为前、中、后三个部分。因此，可以将整个车架分为前后桥组、前车架、中车架、后车架四个局部模型。
5.大型矿用自卸车车架结构的有限元分析
在进行有限元建模后，需要进行有限元分析，以得出车架结构的应力分布和受力情况。通过有限元分析，可以得出四个局部模型的应力分布情况，并通过组装各个局部模型得出车架整体的应力分布情况。
6.结果分析与改进方案
通过有限元分析，得出了车架结构的应力分布情况和受力情况。在分析结果中，发现车架结构存在应力集中的问题，对于车架结构的强度和稳定性存在一定影响。因此，提出了几个改进方案：
1)对车架结构进行增强，对应力集中部位进行加强和加厚，以提高其强度；
2)增加车架结构的稳定性，采用几何放大原理，改变车架的几何形状，改善受力状态；
3)改进车架结构，减小其重量，提高其运输效率和使用寿命。
7.结论
本文以大型矿用自卸车车架结构为研究对象，通过有限元建模和分析得出了车架结构的应力