装载机车架结构分析与优化(附件)
摘 要装载机具有运行速度快、效率高、灵活性好、操作方便等优点，已成为建设和施工中的主要机种之一。在本论文中，使用三维软件根据车架的实际数据来创建装载机车架的三维模型车架的有限元模型并进行分析。综合上述受力分析，针对车架所存在的问题，提出适当的优化方案，并用软件改善。在优化后的有限元分析中，对各种典型工况下的应力分布及优化结果进行了有限元分析，并对结果进行了比较，证明了优化方案是正确的。
Structural optimization；Finite element analysis 目 录
第一章 绪论 1
1.1装载机的发展与研究 1
1.1.1转载机国内外发展状况 1
1.1.2国内装载机的发展趋势 1
1.2论文所要探讨的内容 2
第二章 模型的建立与数据传输 3
2.1车架几何模型的建立 3
2.1.1Pro/E软件介绍 3
2.1.2三维模型及其简化 3
第三章 有限元法和ANSYS概述 5
3.1有限元法的简单介绍 5
3.1.1有限元法的基本思想 5
3.1.2有限元法的特点 5
3.1.3有限元法的分析步骤 5
3.1.4有限元分析发展趋势 6
3.2ANSYS软件简介 7
第四章 关于装载机车架的有限元分析 9
4.1模态分析理论 9
4.2有限元模型的建立 9
4.2.1车架三维模型的建立 9
4.2.2车架材料属性 10
4.2.3划分网格 10
4.2车架的有限元分析 11
4.2.1静态载荷应力图 11
4.2.2各种工况下的应力分布 11
4.3小结 14
第五章 车架的结构优化及分析 15
5.1装载机车架结构改善 15
5.2结构优化后的车架的有限元分析 15
5.2.1车架静态应力分布 15
5.2.2各种工况下的应力分析 15
5.3本章小结 17
第六
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章 结论与展望 18
结束语 19
致 谢 20
参考文献 21
第一章 绪论
1.1装载机的发展与研究
1.1.1转载机国内外发展状况
装载机在我们的生活中，用途是十分广泛的，它已经成为建筑施工等工作中不可或缺的机种了。与人工相比，它具有施工效率高、工作速度快、灵活性好、操作方便等优点。对加速工程扶植、减轻施工人员劳动强度、进步工程质量、下降工程成本等方面发挥着重要作用。
在国内外市场上，欧美等传统的工业强国一直是装载机的行业的引导者。我国装载机起步比较晚，欧美国家在20世纪末其研究及制造技术已达到很高的水准。同时，由于大规模集成电路和计算机科学应用在装载机的研究上，对设计和制造水平的影响，使国外装载机具有更大的发展。装载机产品制造技术更上一层楼，在自动化控制、减噪、振动减少等有良好的改善，同时在性能、使用寿命方面也有较大幅度的提升。
我国装载机的研发和使用经历：
1966年—1978年是开始时期，在这段时间里我国装载机生产研制主要是仿制摸索形式。在开始时期，中国的装载机的销售是低的，最大的年销售额不超过1000辆。
1978年—1993年为发展时期，各厂家针对国外先进技术，取其精华，去其糟粕，自身的设计研发能力以及制造技术也得到了长足的进步。这一时期对中国装载机产业的发展起到了深远的影响，其销量开始逐年增加。
1994年—2000年为发展调整时期，在这个时期我国装载机行业蓬勃发展，同时国外的装载机企业也开始进入中国市场。
2000年—2010年为超高速发展时期。经过之前三个时期的发展，我国已经拥有了自主研发的适用于不同作业条件的装载机，并且开始向国外市场进军。
通过四个时期，近半个世纪的发展，我国装载机产业从无到有，逐步发展，到现如今在国际市场上都占有一定的份额。我相信，随着科学技术的发展，装载机产业将会百尺竿头更进一步。
1.1.2国内装载机的发展趋势
经过近大半个世纪的发展，我国的装载机产业已进入一个崭新的发展阶段。值得信赖的质量、较强的实力和逐步得到完善的售后一条龙服务，使得国产装载机在我国市场占据了很高的份额，同时，我国的装载机以物美价廉的优势开始进军国外市场。最近几年来，各种新技术的不断涌现，同时客户的需求也在不断变化，为了满足市场的需求，装载机的升级换代速度也将加快。为了抢占这种潜在的市场，眼下这几个方向具有良好的发展前景：
（1）为了满足大型工地以及一般个体工商户的需要，应研制大小吨位的轮式装载机。
（2）研制适应特别环境作业的装载机。
（3）注重各种细节和外观的设计。
（4）响应国家号召，注重节能环保。
（5）运用新材料、新制造工艺提高产品质量和可靠性，降低生产成本。
综上所述，我们应该研制开发一个经济适用，节能环保，功能多，能适应各种环境下工作的安全可靠的新型装载机。
1.2论文所要探讨的内容
将装载机的车架定为本次论文的探讨对象，根据装载机在各种各样工况中的受力情况，运用ABAQUS软件对车架进行相应的受力分析，从而得到车架在各种各样的工况下的受力分析情况，对车架在受力情况下易变形的部位列出改善方案并对优化后的结果进行验证分析。论文的具体内容如下：
（1）使用软件创立车架的三维实体模型；
（2）到图书馆和网上查找跟车架有关的各种文献，获取它在各种各样的工况中受到的外部载荷；
（3）将车架的三维实体模型导入到ABAQUS软件中，以便创建有限元模型；
（4）根据情况，对车架进行受力分析，得到应力分布；
（5）从应力的分布情况对车架进行结构优化，并将优化后的车架再次进行应力分析。
第二章 模型的建立与数据传输
2.1车架几何模型的建立
2.1.1Pro/E软件介绍
Pro/E是一款综合性很强的三维软件，它因为其独特的三维功能、简单易操作等许多功能得到许多专业人士的的认同。Pro/E软件在20世纪末期进入中国，经过近20年的发展、改版，现如今它在3D绘图市场占有市场份额将越来越大，在许多行业，如航空、建筑、机械等行业，都能看到Pro/E软件的身影。
Structural optimization；Finite element analysis 目 录
第一章 绪论 1
1.1装载机的发展与研究 1
1.1.1转载机国内外发展状况 1
1.1.2国内装载机的发展趋势 1
1.2论文所要探讨的内容 2
第二章 模型的建立与数据传输 3
2.1车架几何模型的建立 3
2.1.1Pro/E软件介绍 3
2.1.2三维模型及其简化 3
第三章 有限元法和ANSYS概述 5
3.1有限元法的简单介绍 5
3.1.1有限元法的基本思想 5
3.1.2有限元法的特点 5
3.1.3有限元法的分析步骤 5
3.1.4有限元分析发展趋势 6
3.2ANSYS软件简介 7
第四章 关于装载机车架的有限元分析 9
4.1模态分析理论 9
4.2有限元模型的建立 9
4.2.1车架三维模型的建立 9
4.2.2车架材料属性 10
4.2.3划分网格 10
4.2车架的有限元分析 11
4.2.1静态载荷应力图 11
4.2.2各种工况下的应力分布 11
4.3小结 14
第五章 车架的结构优化及分析 15
5.1装载机车架结构改善 15
5.2结构优化后的车架的有限元分析 15
5.2.1车架静态应力分布 15
5.2.2各种工况下的应力分析 15
5.3本章小结 17
第六
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
章 结论与展望 18
结束语 19
致 谢 20
参考文献 21
第一章 绪论
1.1装载机的发展与研究
1.1.1转载机国内外发展状况
装载机在我们的生活中，用途是十分广泛的，它已经成为建筑施工等工作中不可或缺的机种了。与人工相比，它具有施工效率高、工作速度快、灵活性好、操作方便等优点。对加速工程扶植、减轻施工人员劳动强度、进步工程质量、下降工程成本等方面发挥着重要作用。
在国内外市场上，欧美等传统的工业强国一直是装载机的行业的引导者。我国装载机起步比较晚，欧美国家在20世纪末其研究及制造技术已达到很高的水准。同时，由于大规模集成电路和计算机科学应用在装载机的研究上，对设计和制造水平的影响，使国外装载机具有更大的发展。装载机产品制造技术更上一层楼，在自动化控制、减噪、振动减少等有良好的改善，同时在性能、使用寿命方面也有较大幅度的提升。
我国装载机的研发和使用经历：
1966年—1978年是开始时期，在这段时间里我国装载机生产研制主要是仿制摸索形式。在开始时期，中国的装载机的销售是低的，最大的年销售额不超过1000辆。
1978年—1993年为发展时期，各厂家针对国外先进技术，取其精华，去其糟粕，自身的设计研发能力以及制造技术也得到了长足的进步。这一时期对中国装载机产业的发展起到了深远的影响，其销量开始逐年增加。
1994年—2000年为发展调整时期，在这个时期我国装载机行业蓬勃发展，同时国外的装载机企业也开始进入中国市场。
2000年—2010年为超高速发展时期。经过之前三个时期的发展，我国已经拥有了自主研发的适用于不同作业条件的装载机，并且开始向国外市场进军。
通过四个时期，近半个世纪的发展，我国装载机产业从无到有，逐步发展，到现如今在国际市场上都占有一定的份额。我相信，随着科学技术的发展，装载机产业将会百尺竿头更进一步。
1.1.2国内装载机的发展趋势
经过近大半个世纪的发展，我国的装载机产业已进入一个崭新的发展阶段。值得信赖的质量、较强的实力和逐步得到完善的售后一条龙服务，使得国产装载机在我国市场占据了很高的份额，同时，我国的装载机以物美价廉的优势开始进军国外市场。最近几年来，各种新技术的不断涌现，同时客户的需求也在不断变化，为了满足市场的需求，装载机的升级换代速度也将加快。为了抢占这种潜在的市场，眼下这几个方向具有良好的发展前景：
（1）为了满足大型工地以及一般个体工商户的需要，应研制大小吨位的轮式装载机。
（2）研制适应特别环境作业的装载机。
（3）注重各种细节和外观的设计。
（4）响应国家号召，注重节能环保。
（5）运用新材料、新制造工艺提高产品质量和可靠性，降低生产成本。
综上所述，我们应该研制开发一个经济适用，节能环保，功能多，能适应各种环境下工作的安全可靠的新型装载机。
1.2论文所要探讨的内容
将装载机的车架定为本次论文的探讨对象，根据装载机在各种各样工况中的受力情况，运用ABAQUS软件对车架进行相应的受力分析，从而得到车架在各种各样的工况下的受力分析情况，对车架在受力情况下易变形的部位列出改善方案并对优化后的结果进行验证分析。论文的具体内容如下：
（1）使用软件创立车架的三维实体模型；
（2）到图书馆和网上查找跟车架有关的各种文献，获取它在各种各样的工况中受到的外部载荷；
（3）将车架的三维实体模型导入到ABAQUS软件中，以便创建有限元模型；
（4）根据情况，对车架进行受力分析，得到应力分布；
（5）从应力的分布情况对车架进行结构优化，并将优化后的车架再次进行应力分析。
第二章 模型的建立与数据传输
2.1车架几何模型的建立
2.1.1Pro/E软件介绍
Pro/E是一款综合性很强的三维软件，它因为其独特的三维功能、简单易操作等许多功能得到许多专业人士的的认同。Pro/E软件在20世纪末期进入中国，经过近20年的发展、改版，现如今它在3D绘图市场占有市场份额将越来越大，在许多行业，如航空、建筑、机械等行业，都能看到Pro/E软件的身影。
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