翻斗車畢業(yè)設(shè)計

1、xxx 大學畢業(yè)設(shè)計擺臂式翻斗車結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析屆屆 xxxx 院院 專專 業(yè)業(yè) xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 學學 號號 xxxxxx 學生姓名學生姓名 xxxxxx 指導教師指導教師 xxxxxx 完成日期完成日期 2016 年年 6 月月 15 日日 畢業(yè)設(shè)計成績單學生姓名xx學號xx班級xx專業(yè)xxx畢業(yè)設(shè)計題目xx指導教師姓名xx指導教師職稱xx評 定 成 績指導教師得分答辯小組組長得分成績：院長(主任) 簽字：年 月 日畢業(yè)畢業(yè)設(shè)計設(shè)計任務(wù)書任務(wù)書題目xx學生姓名xx學號xx班級xx專業(yè)xx承擔指導任務(wù)單位xx導師姓名xx導師職稱xx一、主要內(nèi)容一

2、、主要內(nèi)容1.使用 xx 對車架總成相關(guān)零件的相關(guān)參數(shù)進行測量。2.使用 xx 對車架和底架進行三維建模。3.使用 xx 功能對車架和底架進行強度校核，繪制出應(yīng)力云圖。4.計算液壓系統(tǒng)流量以及相關(guān)參數(shù)。5.校核液壓桿的壓桿穩(wěn)定性。6.校核液壓泵的功率以及相關(guān)參數(shù)。二、基本要求二、基本要求1、使用說明書一份；2、論文一份；3、圖紙若干；4、熟練應(yīng)用相關(guān)軟件；5、外文翻譯 5000 字。三、主要技術(shù)指標三、主要技術(shù)指標1.校核車架的強度是否滿足；2.液壓系統(tǒng)中的液壓缸能否達到要求；3.整個工作過程是否連續(xù)、高效、節(jié)能。四、應(yīng)收集的資料及參考文獻四、應(yīng)收集的資料及參考文獻1.材料力學的相關(guān)內(nèi)容；2.

3、 Pro/ENGINEER Wildfire5.0 Mechanica 功能的應(yīng)用教程；3.液壓傳動的相關(guān)內(nèi)容；4.液壓系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的計算與分析。五、進度計劃五、進度計劃第 1 周第 3 周：搜集資料，熟悉三維實體建模軟件的基本操作；第 4 周第 7 周：校核主要工況的強度；第 8 周第 11 周：對擺臂式翻斗車工作裝置的液壓系統(tǒng)進行設(shè)計與計算；第 12 周第 16 周：分析計算結(jié)果，撰寫畢業(yè)論文；第 16 周：按要求的格式完善論文，準備答辯。年 月 日畢業(yè)畢業(yè)設(shè)計設(shè)計開題報告開題報告題目XX學生姓名XX學號XX班級XX專業(yè)XX一、研究背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀一、研究背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀改革開放以

4、來，隨著我國的國民經(jīng)濟不斷地向前飛速發(fā)展，我國的汽車工業(yè)也不斷日益壯大，技術(shù)也不斷提高。普通車輛及基于普通車輛改進而來的工程車輛更是一片光明。如今，中國制造的車輛及改進型工程車已在全球的許多角落淀放光彩。眾所周知，機械加工工廠中每天產(chǎn)生大量的鐵屑需及時運出廠外進行處理，由于鐵屑質(zhì)量大，鐵屑處理工作的難度是不言而喻的。故，怎么樣快速、高效、合理的解決鐵屑運輸問題是機械加工工廠中直接面對的問題。其中，用什么樣的方法可以高效運送鐵屑是至關(guān)重要的。因此，鐵屑運輸是整個處理流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并且如果鐵屑運輸過程中密封性不嚴又會對工廠中其它輪式車輛，工作人員產(chǎn)生一定的傷害。隨著我國科學技術(shù)的發(fā)展，車輛制造產(chǎn)

5、業(yè)受益匪淺，各種型號的不同款式的運輸車輛及改進型車輛在國家政策的扶持下應(yīng)運而生。目前，我國汽車生產(chǎn)企業(yè)通過引進、消化、吸收國外先進的技術(shù)并且形成了自主開發(fā)能力，所生產(chǎn)的產(chǎn)品能滿足用戶工作需求。未來，用戶對擺臂式翻斗車的需求主要集中在對廢物收集方式是否快速高效，裝載量是否夠大，動力性能是否強勁以及環(huán)保性能是否良好、可靠性是否長久等等。模塊化設(shè)計，縮短交貨周期我國的擺臂式翻斗車輛將逐漸采用先進的設(shè)計理念，使用通用模塊和專用模塊兩大部分的組合設(shè)計，大大縮短了設(shè)計周期。通用模塊能通用多種車型，可批量生產(chǎn)，通用程度高；專用模塊再對各個個性化車型進行專門設(shè)計，最大限度地滿足客戶的需求。采用這種模塊化的設(shè)計

6、方法，不僅實現(xiàn)了用最少的零部件來組合構(gòu)成最多的產(chǎn)品品種，而且還縮短了新產(chǎn)品的設(shè)計研制周期，大大減少了生產(chǎn)車間的生產(chǎn)組織時間，對市場需求反應(yīng)快速靈敏，滿足了市場多樣化的需求。功能更加齊全擺臂式翻斗車將更多地安裝監(jiān)測系統(tǒng)，通過在控制面板上安裝液晶顯示器，動態(tài)顯示箱體的上料和卸料過程，負載變化自動調(diào)整油缸的推力，使載荷分布均勻，受力合理。同時為了滿足用戶對翻斗車機械手的不同需求，提供相應(yīng)作業(yè)要求的機械手，如圓桶機械手、多功能機械手、翻簸箕機械手、三方桶機械手和圓桶混合機械手、平板車機械手等，能明顯提升了工作效率。二、期望達到的目標二、期望達到的目標1、使擺臂式翻斗車的工作裝置結(jié)實、輕便、耐用、美觀和

7、實用；2、液壓系統(tǒng)能夠滿足工作使用需求；3、使擺臂式翻斗車達到成本更低、效率更高、可靠性更好、壽命更長。三、研究方案三、研究方案1、通過中國知網(wǎng)和圖書館的文獻資料庫搜集與本課題相關(guān)的電子期刊和書籍，獲取本課題的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢。閱讀并翻譯外文資料，查閱相關(guān)技術(shù)資料了解設(shè)計和計算問題； 2、認真學習材料力學，深入了解各材料的選擇和受力分析；3、學習液壓傳動掌握液壓的流量，壓力，功率的計算過程和方法；4、學習液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊，掌握液壓缸的設(shè)計原則和方法；5、完善設(shè)計和計算，整理相關(guān)文字說明，完成畢業(yè)論文和設(shè)計說明書。四、應(yīng)收集的資料及參考文獻四、應(yīng)收集的資料及參考文獻 1 楊培元，朱福元編

8、液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊機械工業(yè)出版社，1994 2 何存興，楊曙東編液壓傳動與氣壓傳動華中科技大學出版社，2008 3 孫訓方，方孝書，關(guān)來泰編材料力學高等教育出版社，2009 4 成大龍，王德夫，李長順編機械設(shè)計手冊化學工業(yè)出版社，2010 5 葛正浩，楊芙蓉. Pro/ENGINEER Wildfire3.0 機械結(jié)構(gòu)有限元分析.化學工業(yè)出版社,2008.1五、進度計劃五、進度計劃第 1 周第 3 周：搜集資料，熟悉三維實體建模軟件的基本操作；第 4 周第 7 周：校核主要工況的強度；第 8 周第 11 周：對擺臂式翻斗車工作裝置的液壓系統(tǒng)進行設(shè)計與計算；第 12 周第 16 周：分析計算結(jié)

9、果，撰寫畢業(yè)論文；第 16 周：按要求的格式完善論文，準備答辯。年 月 日 摘要本文運用現(xiàn)代的設(shè)計理論和方法對擺臂結(jié)構(gòu)的強度和液壓系統(tǒng)的流量、功率進行分析和計算。本文使用 Pro/ENGINEER Wildfire5.0 對車架進行優(yōu)化設(shè)計，利用材料力學所學的知識對工作裝置進行受力分析，得出支腿在工作過程中危險工況的位置，然后運用 Pro/ENGINEER Wildfire5.0 Mechanica 功能再對車架進行分析。最后根據(jù)液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊對液壓系統(tǒng)進行設(shè)計和計算，校核液壓系統(tǒng)的流量、壓力和泵的功率能否滿足載荷的要求并且判斷汽車發(fā)動機的功率是否滿足泵的功率需求。關(guān)鍵字：擺臂式翻斗車

10、工作裝置 強度分析 液壓分析 液壓系統(tǒng)AbstractIn this paper, the use of modern design theory and method for the strength of the frame structure and flow rate power analysis and calculation of hydraulic system. As used herein, Pro/ENGINEERWildfire5.0 to frame to optimize the design, use the knowledge learned in the mec

11、hanical stress analysis of the working device, obtain the location of dangerous working conditions of working leg in the work process, and then use the Pro/ENGINEER Wildfire5.0 Mechanica and then working frame analysis. Final design Cookbook The hydraulic system flow, pressure and pump capacity can

12、meet the load requirements and determine whether the car engine power to meet the power requirements of the pump.Key word：Working device Strength analysis Hydraulic analysi Swing arm type garbage truck目錄目錄第 1 章 緒論.11.1 課題背景及意義.11.2 擺臂式翻斗車車架.11.2.1 車架功能及要求.11.2.2 車架的組成.21.3 擺臂式翻斗車車架研究的意義.31.3.1 擺臂式翻斗

13、車結(jié)構(gòu)組成.31.3.2 對車輛框架做強度分析和優(yōu)化設(shè)計的意義.41.4 本章小結(jié).5第 2 章 擺臂式翻斗車車架和底架的三維實體建模.62.1 PRO/ENGINEER WILDFIRE 5.0 軟件介紹.62.2 車架的三維實體建模.62.2.1 車架右縱梁的建模.62.2.2 車架前橫梁的建模.102.2.3 車架第二橫梁的建模.112.2.4 車架中間橫梁的建模.142.2.5 車架后橫梁的建模.152.2.6 車架減震器支架的建模.172.2.7 車架變速箱橫梁下件的建模.192.2.8 車架后板簧支撐梁加強板的建模.202.2.9 車架右縱梁加強板的建模.232.2.10 后板簧前

14、支架的建模.252.3 底架的三維實體建模.282.3.1 底板的建模.282.3.2 內(nèi)縱板的建模.282.3.3 外縱板的建模.292.3.4 內(nèi)外縱板支撐的建模.302.3.5 擺臂角板的建模.302.3.6 第一橫梁建模.312.4 本章小結(jié).33第 3 章 車架和底架的裝配、干涉檢查.343.1 裝配設(shè)計的基礎(chǔ)知識.343.2 車架的總體裝配.343.2.1 準備階段.343.2.2 車架的裝配.373.3 底架的總體裝配.403.4 車架和底架的裝配.423.5 裝配過程中的干涉及解決辦法.433.6 總裝配體的簡化.453.7 本章小結(jié).47第 4 章 車架結(jié)構(gòu)的靜強度分析.48

15、4.1 有限元分析概論.484.1.1 有限元分析的步驟.484.1.2 Pro/ENGINEER Wildfire5.0 Mechanic 功能簡介.494.2 靜力學結(jié)構(gòu)分析過程.494.3 靜力學分析結(jié)果.524.4 本章小結(jié).53第 5 章 液壓系統(tǒng)的計算與校核.545.1 液壓系統(tǒng)載荷的分析和壓力的計算.545.1.1 支腿油缸的工作行程計算.545.1.2 油缸負載的計算.545.1.3 沿程壓力損失的計算.565.2 活塞桿的穩(wěn)定性判斷.585.3 泵的參數(shù)計算與校核.595.4 液壓系統(tǒng)原理圖.615.5 本章小結(jié).62第 6 章 總結(jié)與展望.636.1 總結(jié).636.2 展望

16、.63參考文獻.65致 謝.66附錄.67附錄 A 外文翻譯.67附錄 B CAD 平面圖.87xx 大學畢業(yè)論文1第 1 章 緒論1.1 課題背景及意義改革開放以來，隨著我國的國民經(jīng)濟不斷地向前飛速發(fā)展，我國的汽車工業(yè)也不斷日益壯大，技術(shù)也不斷提高。普通車輛及基于普通車輛改進而來的工程車輛更是一片光明。如今，中國制造的車輛及改進型工程車已在全球的許多角落淀放光彩。眾所周知，機械加工工廠中每天產(chǎn)生大量的鐵屑及廢料需及時運出廠外進行處理，由于鐵屑質(zhì)量大，鐵屑處理工作的難度是不言而喻的。故，怎么樣快速、高效、合理的解決鐵屑運輸問題是機械加工工廠中直接面對的問題。其中，用什么樣的方法可以高效運送鐵屑

17、是至關(guān)重要的。因此，鐵屑運輸是整個處理流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并且如果鐵屑運輸過程中密封性不嚴又會對工廠中其它輪式車輛，工作人員產(chǎn)生一定的傷害?；谖覈鼛资甑目茖W技術(shù)的發(fā)展，車輛制造產(chǎn)業(yè)受益匪淺。這樣以來，各種型號的不同款式的運輸車輛及改進型車輛正在工廠中擔當大任。工廠中鐵屑的處理運輸過程可以表示如下圖 1-1 所示。 圖 1-1 鐵屑集成系統(tǒng)簡圖車架猶如房屋上的大梁，是車輛的主要承載部件。車架的作用是承載，銜接車的部件和總成，并且承受車輛內(nèi)內(nèi)外外的各種載荷。如果車架結(jié)構(gòu)不合理，就會給車輛帶來各種安全隱患，因此本文對擺臂式翻斗車進行了深入的研究和分析。1.2 擺臂式翻斗車車架鐵屑收集鐵屑運輸鐵屑處

18、理中轉(zhuǎn)運輸xx 大學畢業(yè)論文21.2.1 車架功能及要求汽車的車架是車輛必不可少的主要支撐部分，其主要功能是銜接汽車的各部分裝置并使它們保持正確的相對位置，并且能夠承擔車內(nèi)外的各類載荷以滿足使用要求。車架主要用來安裝汽車零部件及各部分裝置的載體，并確保汽車零部件及各部分工作裝置處于合理的位置，同時還承受來自于汽車及工作裝置和大地上的各類靜動載荷。對車架的要求首先是車輛的車架布局要滿足各部分零件、部件及工作裝置的安放條件。其次，車架在經(jīng)受各類靜動載荷時不應(yīng)產(chǎn)生破損和較大的彎扭變形。同時，為確保車輛在顛簸路面上駕駛的舒適性，車架的扭轉(zhuǎn)剛度不應(yīng)該太高。因此，對車架要求有：在靜態(tài)和動態(tài)負荷下，適當?shù)膹?/p>

19、度和適當?shù)膭偠茸阋赃_到工作要求；車架結(jié)構(gòu)要簡單且易拆卸和維修零件，重量要盡可能??；汽車車架的布局方式，應(yīng)該有利于汽車重心下降，從而提高汽車行駛過程中的平穩(wěn)性。1.2.2 車架的組成如圖 1-2 所示，擺臂式翻斗車采用的是邊梁式車輛框架結(jié)構(gòu)，該框架結(jié)構(gòu)是由布置在兩側(cè)的縱梁和幾根橫梁組成?？v梁和橫梁采用了鉚丁連接方式進而能形成堅實的剛性框架。圖 1-2 擺臂式翻斗車車架1-前橫梁；2-前牽引鉤連板；3-第二橫梁；4-變速箱橫梁上件；5-變速箱橫梁下件；6-中間橫梁；7-中間橫梁加強板；8-右縱梁；9-后板簧前支架；10-板簧支撐梁；11-后板簧前支座加強板；12-附簧托架 ；13-后板簧后xx 大

20、學畢業(yè)論文3支架；14-后橫梁；15-后板簧后支座加強板；16-后板簧支撐梁加強板；17-左縱梁；18-后板簧前支座加強板；19-左縱梁加強板；20-支撐座；21-減震器支架；22-前板簧前支座焊合件左右兩根縱梁采用的材料一般是低碳合金鋼，其截面形狀通常為槽形。此外，如 Z 形或箱形截面也是縱梁截面的形狀。根據(jù)不同的模型，不同的結(jié)構(gòu)，不同的裝配要求，梁可以制成在水平或垂直平面內(nèi)的彎曲形狀。橫斷面的截面可以是相等的斷面，也可以是不相等的斷面。車架上的橫梁不但具有承受扭轉(zhuǎn)和縱向載荷的能力，而且具有連接車架上各零部件和總成的任務(wù)。因此，橫梁的數(shù)量，結(jié)構(gòu)和布置方式應(yīng)滿足剛度和強度以及車輛的總體布置要求

21、。通常卡車使用的橫梁數(shù)目一般是五根或者五根以上。采用邊梁式車架，便于多品種汽車的改造和發(fā)展，所以許多類型卡車和改進型汽車廣泛使用該型框架。1.3 擺臂式翻斗車車架研究的意義1.3.1 擺臂式翻斗車結(jié)構(gòu)組成擺臂式翻斗車是由汽車底盤、拉臂主油缸、附車架、翻轉(zhuǎn)架、支撐腿、鎖緊架、鎖緊油缸及多路換向閥等組成。如圖 1-3 擺臂式翻斗車結(jié)構(gòu)圖所示。1-汽車底盤；2-液壓油箱；3-料斗；4-起重臂；5-支腿；6-支腿油缸；7-主油箱；8-液壓系統(tǒng)控制箱圖 1-3 翻斗車結(jié)構(gòu)圖擺臂式翻斗車承擔著運輸鐵屑的任務(wù)，使用擺臂式翻斗車把鐵屑裝進料斗里，運往專門的鐵屑處理點進行處理?？梢姅[臂式翻斗車在鐵屑處理過程中的

22、重要性。xx 大學畢業(yè)論文4擺臂式翻斗車是一種可自動卸料的鐵屑運輸車輛。其工作原理是利用車架上的工作裝置（擺臂機構(gòu)）把料斗里的鐵屑運往鐵屑處理點進行處理，然后在不用卸下料斗的情況下，直接將料斗通過擺臂結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定傾斜從而將料斗中的鐵屑直接倒出。擺臂式翻斗車具有操作方便、結(jié)構(gòu)簡單、料斗密封性良好等特點。1.3.2 對車輛框架做強度分析和優(yōu)化設(shè)計的意義對于一輛汽車而言，車輛框架是整車裝置的骨干。大多數(shù)車輛的零部件及組件由車輛框架確定各部分相對位置，例如駕駛室，發(fā)動機，減速器，變速箱，水箱等。同時車輛框架又支撐連接著車輛的各類裝置，而且要承受住汽車的各類靜、動載荷，因此在設(shè)計車輛框架過程當中，要保證

23、車輛框架具有足夠的強度和剛度，以確保安置在車輛框架上的各種零件及相關(guān)部件在汽車的工作過程當中使其相對位置和車身的整體變形量達到最小，以滿足工作使用要求。如果車輛框架的剛度達不到要求，將會引發(fā)一系列問題，例如引發(fā)車輛的震動，加大車輛噪音，降低駕乘人員的舒適性和車輛的穩(wěn)定性。以前，設(shè)計和分析車輛框架，首先研究的是靜強度。而現(xiàn)如今出于對車輛輕量化設(shè)計和滿足工作要求的情況下減少成本的考慮，對車輛框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分析及優(yōu)化過程提出了許多要求。一是滿足車輛總布置的要求。二是車輛在復雜的工作環(huán)境中，車輛框架上的機構(gòu)和有關(guān)部分之間不能產(chǎn)生干涉。在凹凸不平的路況上行駛時，車輛可能發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形或者是垂直面內(nèi)的彎曲

24、變形；所以車輛框架的設(shè)計要離地面近一些，近而降低車輛的重心，以提高車輛行駛的穩(wěn)定性。所以，本文對車架結(jié)構(gòu)進行了靜態(tài)特性研究分析，以便能夠發(fā)現(xiàn)車架在承受靜載荷時薄弱部位的影響，以便能夠?qū)嚰芙Y(jié)構(gòu)進行合理的設(shè)計及優(yōu)化，并對車架的可靠性進行詳細的分析，以便提出合理的改進計劃，方便以后對車輛框架進行改進及優(yōu)化提供所需的借鑒和參考。主要內(nèi)容如下；(1)查閱有關(guān)資料，確定所要研究的汽車車架的技術(shù)要求和優(yōu)化方向；(2)論述本論文所要研究的汽車車架的主要結(jié)構(gòu)特點和性能參數(shù)；詳細分析汽車車架的結(jié)構(gòu)組成，以便在后續(xù)工作中確定車架的載荷、約束等邊界條件和建立有限元分析模型打下堅實的基礎(chǔ)；(3)計算本論文所研究車架的

25、主要載荷，如對車架所受的橫向力、縱向力進行分析計算，同時參考擺臂的位置來制定車架不同工況下進行有限元強度分析；(4)用 Pro/ENGINEER Wildfire5.0 軟件對車輛框架進行建模并進行有限元分析；(5)車架靜強度有限元分析，研究在最大工況下的應(yīng)力分布，得出最大等效應(yīng)力值和所受最大應(yīng)力部位，分析車架是不是滿足強度要求；(6)根據(jù)分析結(jié)果對車架結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)改進，并重新校核計算新車架的強度，最xx 大學畢業(yè)論文5終確定車架的最優(yōu)結(jié)構(gòu)形式。通過強度分析和優(yōu)化設(shè)計，可以使車輛框架的結(jié)構(gòu)強度在滿足要求的前提下達到最優(yōu)，既能減少材料的使用，又能達到輕量化，還能降低生產(chǎn)成本，使可靠性達到最高。1

26、.4 本章小結(jié)本章介紹了課題研究的背景及意義、擺臂翻斗車的工作流程，擺臂式翻斗車的結(jié)構(gòu)組成、車架組成與功能要求，對車輛框架做強度分析和優(yōu)化設(shè)計的意義。并深知車架是車輛的骨架，在整個車輛的結(jié)構(gòu)中有不可替代的作用。xx 大學畢業(yè)論文6第 2 章 擺臂式翻斗車車架和底架的三維實體建模通過第 1 章的介紹，在第 2 章中將對車架和底架進行三維實體建模,使用的Pro/ENGINEER Wildfire5.0 軟件對車架相關(guān)的零部件進行三維實體建模，同時對接下來的結(jié)構(gòu)靜強度分析奠定了基礎(chǔ)。2.1 PRO/ENGINEER WILDFIRE 5.0 軟件介紹Pro/ENGINEER 操作軟件是美國參數(shù)技術(shù)公

27、司（PTC)旗下的 CAD/CAM/CAE 一體化的三維軟件。該軟件以參數(shù)化著稱，也是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，到現(xiàn)在，在三維造型中該軟件都占有著重要地位。它廣泛應(yīng)用于汽車、航天航空、電子、模具、玩具、工業(yè)設(shè)計和機械制造等行業(yè)。而 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 提供許多增強功能，蘊涵了豐富的最佳實踐，可以幫助用戶更快、更輕松地完成工作。該版本是PTC 有史以來質(zhì)量最高的 Pro/ENGINEER 新版本。Pro/ENGINEER Wildfire5.0 擁有的主要部分功能模塊有：Pro/ENGINEER 基本模塊，復雜零件的曲面設(shè)計模塊，運動仿真模塊，結(jié)構(gòu)強度分析模塊，疲勞

28、分析模塊，數(shù)控編程模塊，模具設(shè)計模塊等等，其功能之強大，運用范圍之廣范，可以滿足大多數(shù)工程設(shè)計者的要求。對于 Pro/ENGINEER 軟件所創(chuàng)建的三維模型是一種全參數(shù)化的模型：特征截面幾何的全參數(shù)化、零件模型的全參數(shù)化、裝配體模型的全參數(shù)化。模型中任意參數(shù)的變化將會引起相關(guān)模型或工程圖的變化，有牽一發(fā)而動全身的功能。2.2 車架的三維實體建模2.2.1 車架右縱梁的建?？v梁是車架必不可少的承載部件，右縱梁是車架的一部分，在右縱梁上通過鉚接連接車架橫梁、加固版、彈簧支架等部件。通過 Pro /ENGINEER Wildfire5.0 中的零件設(shè)計功能對車架各部分進行建模。草繪準備階段：打開軟件

29、操作界面，點擊“文件”下拉選項中的“新建”彈出如圖 2-1 所示的“新建”對話框，類型選擇“零件”，子類型選擇“實體”，在名稱中輸入零件相應(yīng)名稱，默認“缺省”狀態(tài)，點擊確定，進入軟件工作界面。 xx 大學畢業(yè)論文7圖 2-1 新建如圖 2-2 所示工作界面，點擊右上角的“草繪”命令，彈出下一個對話框，如圖 2-2 工作界面圖 2-3 所示“草繪”工作界面，根據(jù)要求，選擇草繪平面、草繪方向、參照及方向，點擊“草繪” ，開始進行草繪。在接下的敘述中草繪準備階段均與此相同，以此為參照。xx 大學畢業(yè)論文8圖 2-3 草繪選項（1）對車架右縱梁進行三維實體建模，繪制右縱梁草圖如圖 2-4 所示。圖 2

30、-4 右縱梁草圖（2）選擇“拉伸”命令，拉伸為厚度 55mm.如圖 2-5 所示。圖 2-5 右縱梁拉伸xx 大學畢業(yè)論文9（3）依然草繪截面選擇“拉伸”命令保留相應(yīng)厚度切除材料后，得到如圖的圖2-6所示槽型截面。圖 2-6 槽型截面（4）對右縱梁側(cè)面上的孔進行草繪和側(cè)面打孔結(jié)果如圖 2-7 所示。圖 2-7 右縱梁側(cè)面打孔（5）對右縱梁的上下面表面打孔后的右縱梁如圖 2-8 所示。xx 大學畢業(yè)論文10圖 2-8 右縱梁2.2.2 車架前橫梁的建模（1）在“草繪”界面中繪制如圖 2-9 所示的草圖。圖 2-9 前橫梁草圖（2）選擇“拉伸”命令，拉伸厚度為 125mm, 如圖 2-10 所示。

31、圖 2-10 前橫梁拉伸xx 大學畢業(yè)論文11（3）通過“草繪-拉伸-去除材料”等命令得到前橫梁輪廓為圖 2-11 所示。圖 2-11 前橫梁輪廓（4）仍然通過“草繪-拉伸-去除材料”等命令對前橫梁的上下面進行孔和槽的處理得到如圖 2-12 所示的前橫梁。圖 2-12 前橫梁2.2.3 車架第二橫梁的建模xx 大學畢業(yè)論文12（1）選擇“草繪”命令，并繪制如圖 2-13 所示的草圖。圖 2-13 第二橫梁草圖（2）繪制完草圖后，選擇“拉伸”命令，拉伸厚度 90mm, 得到如圖 2-14 所示的圖形。圖 2-14 第二橫梁拉伸（3）在草圖界面中繪制要切除的輪廓草圖，如圖 2-15 所示圖 2-1

32、5 切除輪廓草圖（4）通過“拉伸”命令，并選擇切除材料，得到如圖 2-16 所示的第二橫梁輪廓圖。xx 大學畢業(yè)論文13圖 2-16 第二橫梁輪廓圖 （5）在草圖界面中繪制出第二橫梁后面要去除材料的輪廓，如圖 2-17 所示。圖 2-17 第二橫梁側(cè)面去除材料輪廓（6）通過“拉伸”命令，并選擇切除材料，得到如圖 2-18 所示的第二橫梁正面廓圖。圖 2-18 第二橫梁正面圖（7）對第二橫梁的上下表面進行打孔和倒角的處理后，得到如圖 2-19 所示第二橫梁的圖形。圖 2-19 車架第二橫梁xx 大學畢業(yè)論文142.2.4 車架中間橫梁的建模（1）選擇“草繪”命令，并繪制如圖 2-20 所示的草圖

33、。圖 2-20 中間梁草繪圖（2）繪制完草圖后，選擇“拉伸”命令，拉伸厚度 85mm, 得到如圖 2-21 所示的圖形。圖 2-21 中間梁拉伸圖（3）在草圖界面中繪制要切除材料的輪廓草圖，如圖 2-22 所示。圖 2-22 切除材料的輪廓草圖（4）通過“拉伸”命令，并選擇切除材料，得到如圖 2-23 所示的中間橫梁輪xx 大學畢業(yè)論文15廓圖。圖 2-23 中間橫梁輪廓圖（5）對中間橫梁上下面進行打孔和倒角處理，最終得到中間橫梁的建模圖，如圖 2-24 所示。圖 2-24 車架中間橫梁2.2.5 車架后橫梁的建模（1）選擇“草繪”命令，并繪制如圖 2-25 所示的草圖。圖 2-25 后橫梁草

34、繪圖xx 大學畢業(yè)論文16（2）繪制完草圖后，選擇“拉伸”命令，拉伸厚度 50mm, 得到如圖 2-26 所示的圖形。圖 2-26 后橫梁拉伸圖（3）在草圖界面中繪制要切除材料的輪廓草圖，如圖 2-27 所示。圖 2-27 切除材料輪廓草圖（4）通過“拉伸”命令，并選擇切除材料，得到如圖 2-28 所示的后橫梁輪廓圖。圖 2-28 后橫梁輪廓xx 大學畢業(yè)論文17（5）對中間橫梁上下面進行打孔和倒角處理，最終得到后橫梁的建模圖，如圖2-29 所示。圖 2-29 車架后橫梁2.2.6 車架減震器支架的建模（1）選擇“草繪” “拉伸”命令，得到圖 2-30 所示的圖形。 xx 大學畢業(yè)論文18圖

35、2-30 減震器草繪、拉伸圖（2）對減震器背面進行挖槽處理，使用“草繪-拉伸-去除材料”得到如圖 2-31所示圖形。圖 2-31 減震器背面槽型（3）依然使用草繪“草繪” “拉伸”命令, 對減震器背面的加強肋進行建模，如圖 2-32 所示。圖 2-32 減震器加強肋板（4）對減震器支架進行打孔處理后得到如圖 2-33 所示的圖形。xx 大學畢業(yè)論文19圖 2-33 車架減震器支架2.2.7 車架變速箱橫梁下件的建模（1）選擇“草繪”命令，并繪制如圖 2-34 所示的草圖。圖 2-34 變速箱橫梁下件草圖（2）繪制完草圖后，選擇“拉伸”命令，拉伸厚度 230mm, 得到如圖 2-35 所示的圖形

36、。圖 2-35 變速箱橫梁下件拉伸圖（3）依然使用 “草繪”命令，繪制如圖 2-36 所示中間槽草圖。xx 大學畢業(yè)論文20圖 2-36 變速箱橫梁下件中間槽草圖（4）通過“拉伸”命令，選擇切除材料得到圖 2-37 所示中間槽。 圖 2-37 變速箱橫梁下件中間槽（5）依然使用草繪“草繪” “拉伸”命令，去除變速箱橫梁下件一側(cè)邊多余材料，如圖 2-38 所示。圖 2-38 變速箱橫梁下件一側(cè)邊多余材料切除（6）通過“鏡像”命令，鏡像平面為中間平面，即可完成側(cè)邊所有多余材料的切除，再經(jīng)過打孔處理后得到如圖 2-39 所示的變速箱橫梁下件的建模圖。 圖 2-39 變速箱橫梁下件2.2.8 車架后板

37、簧支撐梁加強板的建模xx 大學畢業(yè)論文21（1）選擇“草繪”命令，并繪制如圖 2-40 所示的后板簧支撐梁加強板草圖。圖 2-40 后板簧支撐梁加強板草圖（2）繪制完草圖后，選擇“拉伸”命令，拉伸厚度 190mm, 得到如圖 2-41 所示的圖形。圖 2-41 板簧支撐梁加強板拉伸圖（3）在草圖界面中繪制要切除材料的輪廓草圖，如圖 2-42 所示。圖 2-42 切除材料輪廓草圖（4）通過“拉伸”命令，選擇切除材料如圖 2-43 所示。xx 大學畢業(yè)論文22圖 2-43 材料切除輪廓（5）材料切除后的輪廓如圖 2-44 所示。圖 2-44 后板簧支撐梁加強板輪廓（6）通過“草繪”命令，繪制出后板

38、簧支撐梁加強板上的孔，如圖 2-45 所示孔的草繪圖。圖 2-45 后板簧支撐梁加強板孔的草圖（7）通過“拉伸”命令，去除材料后得到后板簧支撐架加強板上的孔，如圖 2-46 所示。xx 大學畢業(yè)論文23圖 2-47 后板簧支撐架加強板上的孔（8）完成建模后，如圖 2-48 所示后板簧支撐梁加強板。圖 2-48 后板簧支撐梁加強板2.2.9 車架右縱梁加強板的建模（1）選擇“草繪”命令，并繪制如圖 2-49 所示的右縱梁加強板草圖。圖 2-49 右縱梁加強板草圖（2）繪制完草圖后，選擇“拉伸”命令，拉伸厚度 50mm, 得到如圖 2-49 所示的圖形。xx 大學畢業(yè)論文24圖 2-49 右縱梁拉

39、伸圖（3）在草圖界面中繪制要切除材料的輪廓草圖，如圖 2-50 所示。圖 2-50 切除材料輪廓草圖（4）通過“拉伸”命令，選擇切除材料如圖 2-51 所示。圖 2-51 右縱梁材料切除部分（5）材料切除后得到圖 2-52 所示的輪廓圖。圖 5-52 材料切除后輪廓圖（6）通過“草繪”命令，在右縱梁正面圖繪制出孔的草圖，如圖 2-53 所示。xx 大學畢業(yè)論文25圖 2-52 右縱梁正面孔草圖（7）通過“拉伸” ，切除材料后得到如圖 2-53 所示的孔。圖 2-53 右縱梁正面孔（8）上下表面的孔處理方法同正面孔的處理方法一致，處理完后的最終的右縱梁加強板，如圖 2-54 所示。圖 2-54

40、右縱梁加強板2.2.10 后板簧前支架的建模（1）選擇“草繪”命令，并繪制如圖 2-55 所示的草圖。xx 大學畢業(yè)論文26圖 2-55 后板簧支架草圖（2）繪制完草圖后，選擇“拉伸”命令，拉伸厚度 8mm, 得到如圖 2-56 所示的后板簧前支架底座圖形。圖 2-55 后板簧前支架底座拉伸圖（3）對后板簧前支架底座進行打孔處理后的到后板簧前支架底座，如圖 2-56所示。xx 大學畢業(yè)論文27圖 2-56 后板簧前支架底座（4）依次選擇下拉菜單中的“插入” “混合” “伸出項”命令，如圖 2-57 所示。圖 2-57 混合-伸出項命令（5）在彈出的菜單管理器中，屬性選擇直線，點擊完成 。第一截

41、面定義如圖 2-58 所示，第二截面定義如圖 2-59 所示，注意兩截面的起始方向必須一致。xx 大學畢業(yè)論文28圖 2-58 第一截面圖 2-59 第二截面（6）點擊“”后進行，方向定義直接點擊確定，然后進入深度定義選項，在菜單管理器中選擇盲孔，點擊完成，在輸入厚度選項中輸入兩截面之間的距離，點擊“” ，完成“混合-伸出項”命令，得到如圖 2-60 所示后板簧前支架伸出部分。圖 2-60 后板簧前支架伸出部分（7）用草繪“草繪” “拉伸”命令，完成打孔和肋板，得到最終的后板簧支架如圖 2-61 所示。圖 2-61 后板簧支架xx 大學畢業(yè)論文292.3 底架的三維實體建模2.3.1 底板的建

42、模(1)根據(jù)底板的圖紙，繪制底板的草圖。如圖 2-62 所示。圖 2-62 底板草圖(2)對二維草圖進行拉伸操作，拉伸厚度 1790mm，完成后得圖 2-63 所示的底板。圖 2-63 底板2.3.2 內(nèi)縱板的建模(1)根據(jù)內(nèi)縱板圖紙，繪制其二維草圖。如圖 2-64 所示。圖 2-64 內(nèi)縱板草圖xx 大學畢業(yè)論文30(2)對草圖拉伸后，如圖 2-65 所示。圖 2-65 內(nèi)縱板2.3.3 外縱板的建模(1)根據(jù)外縱板圖紙，繪制其二維草圖。如圖 2-66 所示。圖 2-66 外縱板草圖(2)對草圖拉伸后，如圖 2-67 所示。圖 2-67 外縱板2.3.4 內(nèi)外縱板支撐的建模(1)根據(jù)內(nèi)外縱板

43、支撐件圖紙，繪制其二維草圖。如圖 2-68 所示。xx 大學畢業(yè)論文31圖 2-68 內(nèi)外縱板支撐件草圖(2)對草圖拉伸后，如圖 2-69 所示。圖 2-69 內(nèi)外縱板支撐件2.3.5 擺臂角板的建模(1)畫出擺臂角板的草圖。如圖 2-70 所示。xx 大學畢業(yè)論文32圖 2-70 擺臂角板草圖(2)對草圖拉伸,拉伸厚度 124mm,如圖 2-71 所示。圖 2-71 擺臂角板拉伸(3)經(jīng)過“拉伸-切除材料”命令和后續(xù)相關(guān)處理后，得到擺臂角板如圖 2-72 所示的擺臂角板。圖 2-72 擺臂角板2.3.6 第一橫梁建模(1)繪制橫梁草圖。如圖 2-73 所示.xx 大學畢業(yè)論文33圖 2-73

44、 第一橫梁草圖(2)對草圖拉伸,拉伸厚度 38mm,如圖 2-74 所示。圖 2-74 橫梁拉伸實體(3)在生成的實體繪制要切除部分的草圖，如圖 2-75 所示。圖 2-75 切除部分草圖（4）對草圖進行拉伸-切除材料，如圖 2-76 所示。圖 2-76 橫梁拉伸-切除材料剩余部分(5) 對橫梁進行倒圓角處理后，完成底架第一橫梁三維實體建模，如圖 2-77 所示。xx 大學畢業(yè)論文34圖 2-77 底架第一橫梁2.4 本章小結(jié)本章對所使用的軟件 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 進行了簡單的介紹，重點對車架和底架的相關(guān)部分進行了建模，包括車架的右縱梁、前橫梁、第二橫梁、中間橫

45、梁、減震器支架、變速箱橫梁下件、后板簧支撐架加強板、右縱梁加強板、后板簧前支架和底架的底板、內(nèi)外縱板、擺臂角板、內(nèi)外板支撐件的建模并敘述了部分相關(guān)的建模過程。車架和底架相關(guān)零部件的建立為下一章的裝配奠定了堅實的基礎(chǔ)。xx 大學畢業(yè)論文35第 3 章 車架和底架的裝配、干涉檢查3.1 裝配設(shè)計的基礎(chǔ)知識裝配過程不但能夠體現(xiàn)機構(gòu)或零件的工作方式，還可以清楚地展現(xiàn)各部分之間的配合關(guān)系。因此，在裝配產(chǎn)品的過程中，裝配圖是制定工藝過程、進行零部件配合和檢驗的主要依據(jù)，是重要的生產(chǎn)文件。機械裝配的基本概念：裝配是依據(jù)相關(guān)圖紙，把組成機器的各部分按配合關(guān)系組裝好的流程。任何產(chǎn)品都是都是由幾部分組成。為確保配

46、合有效，必需把總體部件劃分成可以獨自配合的單元。零件:構(gòu)成總體產(chǎn)品的最小單位，由整個材料加工成。進行裝配時，零件一般是組裝成組件和部件，然后拼裝成產(chǎn)品。套件:最小的裝配單元，由一個基準零件組裝一個或若干個零件形成。組件:由一個或幾個套件和零件構(gòu)成。部件:部件是在一個基體上，配合有一個或幾個組件、套件和零件形成。裝配內(nèi)容:在裝配過程中，裝配可以分為組件裝配、部件裝配和總體裝配。因此，在執(zhí)行裝配操作時，為保證裝配精度和效率，需要進行清洗零件、尺寸和重量排序、平衡和其它準備工作，然后連接、部分裝配和總裝配，并在配合過程當中進行查驗、調(diào)整等操作，然后經(jīng)過試運行、上漆和包裝等工作即可完成整個生產(chǎn)內(nèi)容。裝

47、配地位:機器的總體設(shè)計過程當中，裝配是最后的生產(chǎn)過程，其配合精度和準確性將直接影響產(chǎn)品的性能。因此在這個產(chǎn)品的最終檢驗環(huán)節(jié)中，需要詳細檢查并發(fā)現(xiàn)設(shè)計和加工工藝中的錯誤，及時進行修改和調(diào)整。3.2 車架的總體裝配擺臂式翻斗車選取的是邊梁式車架，由兩根縱梁和六根橫梁采用鉚接的方式組成。3.2.1 準備階段(1)打開Pro/ENGINEER Wildfire5.0軟件，點擊左上角“文件” “設(shè)置工作目錄”選取零件所保存的工作目錄。如圖 3-1 所示。xx 大學畢業(yè)論文36 3-1 選取工作目錄（2）點擊“文件”下方的“新建”，在新建菜單中類型選擇“組件”子類型選擇“設(shè)計”，取消使用“缺省”模板，如圖

48、 3-2 所示，點擊確定進入模板選項。圖 3-2 新建選項xx 大學畢業(yè)論文37（3）如圖 3-3 所示，選擇模板類型為 mmns_asm_design, 點擊確定進入裝配界面。圖 3-3 模板選項（4）在工作界面中，點擊右下角“裝配” ，從目錄中選擇要裝配的零件同時將“預(yù)覽”打開以觀察所選零件是否正確，通常第一個零件作為基本件，其他零件都以其為基本進行裝配，如圖 3-4 所示。圖 3-4 裝配零件選擇目錄xx 大學畢業(yè)論文383.2.2 車架的裝配（1）將左縱梁導入，并將其固定。如圖 3-5 所示。圖 3-5 左縱梁(2)導入車架前橫梁，根據(jù)它們之間的配合關(guān)系進行裝配，保證前橫梁上下平面和縱

49、梁上下面重合、橫梁與縱梁連接的孔必須重合，如圖 3-6 所示。 圖 3-6 前橫梁與左縱梁連接處(3)在車架縱梁和前橫梁之間插入鉚釘，如圖 3-7 所示。圖 3-7 插入鉚釘xx 大學畢業(yè)論文39(4)導入車架第二橫梁，按其配合關(guān)系進行裝配。如圖 3-8 所示。 圖 3-8 第二橫梁的裝配(5)導入車架縱梁加固板，按其配合關(guān)系進行裝配。注意加固板和縱梁的孔要配合好，如圖 3-9 所示。圖 3-9 縱梁加強板的裝配(6)導入變速箱橫梁下件，按其配合關(guān)系進行裝配。注意孔的位置，如圖 3-10所示。圖 3-10 變速箱橫梁下件的裝配xx 大學畢業(yè)論文40(7)導入變速箱橫梁上件，按其配合關(guān)系進行裝配

50、，如圖 3-11 所示。注意變速箱上下件孔和縱梁孔的位置。圖 3-11 變速箱橫梁上件的裝配(8)導入中間橫梁，按其配合關(guān)系進行裝配。如圖 3-12 所示。圖 3-12 中間橫梁的裝配(9)導入后板簧支撐梁加強板，按其配合關(guān)系進行裝配，如圖 3-13 所示。圖 3-13 后板簧支撐梁加強板的裝配xx 大學畢業(yè)論文41(10)導入第五橫梁、第六橫梁、后橫梁、支撐梁加強板，按其配合關(guān)系進行裝配。如圖 3-14 所示。圖 3-14 第五橫梁、六橫梁、后橫梁、支撐梁加強板的裝配(11)導入右縱梁、加固版、支撐梁加強板，按其配合關(guān)系進行裝配。如右圖 3-15 所示車架總成。圖 3-15 車架總成3.3

51、底架的總體裝配底架各部件采用焊接的方式連接在一起，在 Pro/ENGINEER Wildfire5.0 軟件里面組件模塊中，進行底架的裝配工作。 底架裝配過程中的準備階段與 3.2.1 準備階段相同。(1)導入底架底板并固定好。如圖 3-16 所示。xx 大學畢業(yè)論文42圖 3-16 底架底板(2)導入內(nèi)外縱板、內(nèi)外縱板支撐、大臂角板、 ，并按其布置位置進行裝配。如圖 3-17 所示。圖 3-17 內(nèi)外縱板、內(nèi)外縱板支撐、大臂角板裝配（3）在底板的另一側(cè)導入步驟(2)所導入的組件，并按其相應(yīng)的配合關(guān)系進行裝配。如圖 3-18 所示。圖 3-18 底架上部（4）導入橫梁、縱梁、橫縱梁角板等部件，

52、并按其配合關(guān)系進行裝配，如圖xx 大學畢業(yè)論文433-19 所示。圖 3-19 底架下部的裝配（5）導入前護欄總成，完成底架裝配，如圖 3-20 所示。圖 3-20 底架總成3.4 車架和底架的裝配前面對車架的總體裝配和底架的總體裝配進行了詳細的介紹，下面對車架和底架的總體裝配進行詳細的介紹，步驟如下。車架和底架裝配過程中的準備階段與 3.2.1 準備階段相同。(1)導入車架總成并選擇固定。如圖 3-21 所示。xx 大學畢業(yè)論文44圖 3-21 車架總成(2)導入墊板，在車架上按其配合關(guān)系裝配好。如圖 3-22 所示。圖 3-22 墊板的裝配(3)將底架總成導入進來，并按其配合關(guān)系裝配好。如

53、圖 3-23 所示。圖 3-23 車架和底架裝配車架和底架之間之間的連接方式采用鉚釘連接。3.5 裝配過程中的干涉及解決辦法(1)裝配過程中，對車架通過全局干涉檢查，發(fā)現(xiàn)第二橫梁與左縱梁之間的面接xx 大學畢業(yè)論文45觸出現(xiàn)問題，經(jīng)檢查，第二橫梁的左側(cè)面進入左縱梁內(nèi)部。圖 3-24 全局干涉檢查（2）打開零件圖重新修改了第二橫梁尺寸，并進行了重新裝配，消除了干涉。如圖 3-25 左上角顯示沒有零件干涉。圖 3-25 全局干涉檢查結(jié)果（3）裝配過程中，通過全局干涉檢查，發(fā)現(xiàn)鉚釘與孔出現(xiàn)相交，通過界面提示，并仔細檢查，發(fā)現(xiàn)鉚釘直徑大于孔的直徑。通過修改鉚釘尺寸，消除干涉。如圖 3-26 所示。xx

54、 大學畢業(yè)論文46圖 3-26 鉚釘與孔干涉顯示(4)底架的裝配過程中出現(xiàn)了與（1）同樣的問題，經(jīng)修改、重新裝配消除干涉。(5)車架和底架裝配完成后，經(jīng)干涉檢查，沒有發(fā)現(xiàn)干涉，檢查結(jié)果如圖 3-27所示。 圖 3-27 干涉檢查結(jié)果3.6 總裝配體的簡化本論文使用 Pro/ENGINEER Wildfire5.0 軟件創(chuàng)建了車架和底架的三維模型。模型結(jié)構(gòu)的復雜程度對求解計算的難度和速度產(chǎn)生了很大的影響，車架結(jié)構(gòu)上的非承載件對總體應(yīng)力和變形影響很小，但能夠增加求解的規(guī)模和難度，影響求解的速度。xx 大學畢業(yè)論文47因此，應(yīng)將這些非承載件去除，為接下來的有限元分析做好準備。簡化結(jié)果如下：（1）底架

55、上的前護欄刪除，因為在有限元分析中不受力。如圖 3-28 所示。圖 3-28 刪除前護欄特征（2）刪除前后板簧支架、附簧托架特征，因為在加載分析時支腿油缸處采用全約束，故前后板簧支架、附簧托架處不受力。如圖 3-29 所示。圖 3-29 刪除前后板簧支架、附簧托架特征（3）去除縱梁上對整體強度和剛度的影響較小的小孔，同時避免有限元分析時對結(jié)果產(chǎn)生影響，如圖 3-30 所示。xx 大學畢業(yè)論文48圖 3-30 刪除孔的特征（4）經(jīng)過簡化，簡化后的車架和底架總成如圖 3-31 所示。圖 3-31 簡化后的車架和底架總成3.7 本章小結(jié)本章開頭便介紹了一下裝配設(shè)計的基礎(chǔ)知識，并詳細介紹了 Pro/E

56、NGINEER Wildfire5.0 裝配前的準備階段，以便快速完成裝配任務(wù)。同時對車架、底架、車架和底架的裝配過程進行了相應(yīng)的介紹，另外介紹了在裝配過程中遇到的一些干涉問題及解決辦法，最后對模型進行了簡化以便于進行有限元分析。xx 大學畢業(yè)論文49第 4 章 車架結(jié)構(gòu)的靜強度分析4.1 有限元分析概論有限元法是隨著電子計算機的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種現(xiàn)代計算方法。它是50 年代首先在連續(xù)體力學領(lǐng)域飛機結(jié)構(gòu)靜、動態(tài)特性分析中應(yīng)用的一種有效的數(shù)值分析方法，隨后很快廣泛地應(yīng)用于求解熱傳導、電磁場、流體力學等連續(xù)性問題。在工程領(lǐng)域中有限元分析越來越多的用于仿真模擬，來求解真實的工程問題，如機械制造

57、、材料科學、航海、各類工程、石油化工及汽車能源等，都得到了廣泛的重視。4.1.1 有限元分析的步驟有限元分析一般分為三個步驟：建模階段、計算處理階段和結(jié)果處理階段。如圖 4-1 所示。圖 4-1 有限元分析的一般流程前處理階段也稱建模階段。根據(jù)研究對象實際的外形特征和受力情況建立起有限元分析模型。前處理階段還有一個重要的任務(wù)就是將求解域離散成有限個相互連接的單元離散域有限元網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分的越細、近似程度越高，分析出來xx 大學畢業(yè)論文50的結(jié)果就越精確，但會造成計算量偏大的情況，因此網(wǎng)格的劃分在此階段具有重要的作用。第二個階段簡單來說就是主要完成數(shù)值的分析計算任務(wù)。后處理階段對有限元計算輸

58、出的結(jié)果進行適當?shù)奶幚?，以便對產(chǎn)品強度及性能要求作出正確判斷以及合理評估，最終實現(xiàn)對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進。4.1.2 Pro/ENGINEER Wildfire5.0 Mechanic 功能簡介Pro/ENGINEER Wildfire5.0 Mechanic 功能是集靜動態(tài)結(jié)構(gòu)分析于一體的有限云分析模塊，它不但可以模擬真實的環(huán)境為模型施加載荷、約束，計算出相應(yīng)的應(yīng)力、應(yīng)變、位移等參數(shù)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)靜態(tài)、疲勞、頻率、振動等分析。通過給定相應(yīng)的設(shè)計參數(shù)，能夠在給出的變化范圍內(nèi)進行敏感度分析，并能借助優(yōu)化分析為模型尋找到最佳的參數(shù)。4.2 靜力學結(jié)構(gòu)分析過程(1)打開 Pro/ENGINEER Wil

59、dfire5.0 軟件操作界面，通過“文件”打開要分析車架和底架總成的模型，如圖 4-1 所示。圖 4-1 車架和底架總成(2)點擊下拉式菜單“應(yīng)用程序”,選擇”Meanchica(M)” 出現(xiàn)“Meanchica 模型設(shè)置”直接點擊確定，如圖 4-2 所示。xx 大學畢業(yè)論文51圖 4-2 Mechanica 模型設(shè)置(3)進入分析工作界面，如圖 4-3 所示。 圖 4-3 工作界面(4)點擊右下角“材料分配” ，彈出“材料指定”對話框，如圖 4-4 所示，選取車架和底架總成，點擊“材料”后面的更多，為模型添加相應(yīng)的材料，確定后完成材料分配。圖 4-4 材料指定對話框(5)網(wǎng)格劃分是有限元分

60、析的核心。Pro/ENGINEER Wildfire5.0 Mechanic 的集xx 大學畢業(yè)論文52成模式中采用 AutoGEM（自動網(wǎng)格劃分） ，不需要人工進行網(wǎng)格劃分，但可以對網(wǎng)格創(chuàng)建進行一些設(shè)置。通常在運行開始前，系統(tǒng)自動進行網(wǎng)格劃分。(6)給模型添加約束條件，如圖 4-5 所示。前板簧前支座和后板簧前支座孔處為銷釘約束，底架支腿孔和油缸固定孔處為固定約束。圖 4-5 添加約束(7)根據(jù)不同處位置的受力情況，給模型對應(yīng)位置添加相應(yīng)載荷，如圖 4-6 所示。擺臂連接處最大工作載荷 Fx=-24230N,Fy=-64157N;擺臂油缸連接處最大工作載荷Fx=6743N，F(xiàn)y=1311N;