【正文】 S. Adv Mater Res, 201–203 (2020), pp. 518–523 [12]Junrong Zhang, Jianlin Li. Strength design of thrust bar for 40 t heavyduty vehicle equalizing suspension .Automotor Technol, 3 (2020), pp. 19–22 [13] 成大先，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].第四卷 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [14] Guosheng Feng, Sumei Jia, Ning Lin Engineering Failure Analysis Volume 25, October 2020, pp. 193–199 [15] Haigang Li, Jingping Si, Han element analysis of heavyduty dump truck subframe based on Mater Res, 201–203 (2020), pp. 518–523 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 29 附錄 C：外文文獻(xiàn) 及其譯文 Push rod failure analysis of a mining heavy dump truck Abstract Push rod failures at early stage are one of the critical issues for the mining heavy dump trucks. The finite element analysis (FEA) model of the dump truck chassis frame was presented. The static, modal and response spectrum analysis for the FEA model was conducted with ANSYS. The results of FEA analysis closely coincided with the actual push rod failure. Basedon this study, the remended redesign were given. Keywords: Dump truck。 the payload capability is 55 t. The remended speed is 10 km/h with full load, 30 km/h without load. The head of the push rod between middle bridge and frame beam cracked after about three month’s operation. The manufacturer had made metallurgical analysis of the fracture push rod. Assessment reports indicate the quality of the material used is eligible. This early stage failure brings up concerns for the driver’s safety and huge economic costs. Variant suggestions are made to improve the performance of push rod based on engineering practice. However, the results are not encouraging. In this research, the finite element analysis, an effective tool, is used to simulate the behavior of the push rods. 2. Finite element model 吳兵兵：直推式自卸汽車舉升機(jī)構(gòu)的建模與仿真 30 . Frames The dump body is welded with a box frame, we call it sub frame, at its lower normal position resting on the truck chassis frame, which we call it main frame. The structures of both frames are similar. Each frame includes a pair of side rail members of channel configuration. The side rail members are joined together by a plurality of cross members for supporting various ponents, such as powertrain, push rods. The one end of the push rod is pivotally mounted on the main frame,。 Crack。在完成初稿后，老師認(rèn)真查看了我的文 章，指出了我存在的很多問題。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 27 致謝 轉(zhuǎn)眼之間，畢業(yè)在即，在本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)寫作過程中， 首先，也是最主要感謝的是我的指導(dǎo)老師， 王雷 老師 ，在此深表感謝！同時(shí)也感謝其他幫助和指導(dǎo)過我的老師和同學(xué)。 中期主要任務(wù)是 主要是對(duì)選定的車型參數(shù)進(jìn)行一系列的設(shè)計(jì)，同時(shí)建立模型。我以《設(shè)計(jì)任務(wù)書》的指導(dǎo)思想為中心 ， 參照相關(guān)資料對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行了認(rèn)真設(shè)計(jì)。 圖 66仿真位移曲線 單擊 “動(dòng)畫 ”按鈕，選擇作圖，選擇對(duì)象為車廂吊耳與第一級(jí) 液壓 缸頂部的運(yùn)動(dòng)副，請(qǐng)求分量分別為速度和時(shí)間，在軸定義中添加一條曲線，單擊 “確定 ”，得到一條時(shí)間位移曲線，如圖 67所示。選擇連桿為第一級(jí) 液壓 缸頂部，選擇點(diǎn)為第一級(jí) 液壓 缸頂部底端外圓的圓心，選擇方向?yàn)榈谝患?jí) 液壓 缸頂部底端外圓平面的法線方向，單擊反向按鈕，選擇嚙合連桿為最后一級(jí) 液壓 缸，選擇點(diǎn)為第一級(jí) 液壓 缸頂部底端外圓的圓心，選擇方向?yàn)榈谝患?jí) 液壓 缸頂部底端外圓平面的法線方向，單擊反向按鈕，單擊確定按鈕，添加共線副成功 ，如 圖 63所示 。選擇連桿為第三級(jí)缸，單擊點(diǎn)為第一級(jí) 液壓 缸底端外圓安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 的圓心，選擇方向?yàn)槠矫媾c法線的方法，選擇第一級(jí)缸的底部，選擇反向按鈕，再單擊嚙合連桿，選著嚙合連桿為最后一級(jí)缸，選擇點(diǎn)為第一級(jí) 液壓 缸下端圓的圓心，選擇方向?yàn)樯鲜鏊x擇的方向，單擊 確定 按鈕，添加滑動(dòng)副成功。單擊嚙合連桿，選擇嚙合連桿為車廂所在的連桿中，為保證舉升時(shí)位置正確，選擇點(diǎn)還為上述所說的點(diǎn)，選擇轉(zhuǎn)軸為 X軸，然后單擊確定添加運(yùn)動(dòng)副成功。單擊嚙合連桿，選擇嚙合連桿為車架所在的連桿中，為保證舉升時(shí)位置正吳兵兵：直推式自卸汽車舉升機(jī)構(gòu)的建模與仿真 22 確，選擇點(diǎn)還為上述所說的點(diǎn)，選擇轉(zhuǎn)軸為 X軸，然后單擊確定添加運(yùn)動(dòng)副成功。單擊嚙合連桿，選擇嚙合連桿為車架所在的連桿中，為保證舉升時(shí)位置正確，選擇點(diǎn)還為上述所說的點(diǎn)，選擇轉(zhuǎn)軸為 X軸，然后單擊應(yīng)用添加運(yùn)動(dòng)副成功 ，如圖 62所示 。 再選擇最后一級(jí) 液壓 缸為自由連桿，記為L(zhǎng)007。 選擇第一級(jí) 液壓 缸為自由連桿，記為 L004。單擊 “開始 ”按鈕，選擇 “運(yùn)動(dòng)仿真 ”。 再將液壓缸作為一個(gè)整體部件進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)到合適的位置，使其與車廂吊耳完成配合。得到裝配后如 圖 57所示。 圖 56車廂與車架的裝配 完成車廂與車架裝配后，再裝配車廂吊耳。 圖 53移動(dòng)組件界面 圖 54車架裝配 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 圖 55支架 裝配 細(xì)節(jié) 將車 架與車架支架和車架吊耳裝配以后緊接著裝配車廂，單擊添加組件，選擇車廂組件。然后進(jìn)行移動(dòng)，在移動(dòng)過程中，對(duì)組件進(jìn)行軸向移動(dòng)，或是圍繞某一個(gè)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而得到合適的位置，完成裝配。 圖 51裝配界面 在裝配的界面內(nèi)，單擊添加組件，首先選定第一級(jí)液壓缸頂部，第一級(jí)缸，第二級(jí)缸，第三級(jí)缸，最后一級(jí)缸 。此圓柱是用來作為轉(zhuǎn)軸與車架支架完成配合，完成車廂的舉升。 圖 414第二級(jí)液壓缸 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 第三級(jí)液壓缸建模 按照上述方法，打開 UG 軟件，建立以第三級(jí)液壓缸為命名的文件，首先建立以 XY為平面的草圖，創(chuàng)建一個(gè) 11 厘米的圓，在創(chuàng)建一個(gè) 13 厘米的圓，單擊完成草圖，再點(diǎn)擊拉伸按鈕，選定剛剛創(chuàng)建的 兩條圓線，將其拉伸 160 厘米，完成第三級(jí)液壓缸的主要一部分，然后在圓柱的一端，以圓柱面為草圖創(chuàng)建一個(gè) 9 厘米的圓和 11 厘米的圓，完成草圖，單擊拉伸，將其拉 伸 1 厘米，作第二級(jí) 液壓 缸定位元件，再在另一端創(chuàng)建一個(gè) 13 厘米圓和 15 厘米的圓，同樣也將其拉伸 1 厘米，目的是作為最后一級(jí)液壓缸導(dǎo)向作用， 再將其求和， 完成建立模型以后，得到模型如 圖 415所示。生成液壓缸頂部如 圖 412所示。單擊嚙合連桿，選擇嚙合連桿為車廂所在的連桿中，為保證舉升時(shí)位置正確，選擇點(diǎn)還為上述所說的點(diǎn)，選擇轉(zhuǎn)軸為 X 軸，然后單擊應(yīng)用添加運(yùn)動(dòng)副成功。單擊嚙合連桿，選擇嚙合連桿為車廂所在的連桿中，為保證舉升時(shí)位置正確，選擇點(diǎn)還為上述所說的點(diǎn)，選擇轉(zhuǎn)軸為 X 軸，然后單擊應(yīng)用添加運(yùn)動(dòng)副成功。 圖 48長(zhǎng)螺栓 圖 49短螺栓 打開 UG 創(chuàng)建正六方體厚度為 2 厘米，在六方體中心位置創(chuàng)建一個(gè)圓，再將圓拉伸至通孔，在圓柱孔中就、導(dǎo)入螺紋使得與螺栓配合，得到如 圖 410所示。 吳兵兵：直推式自卸汽車舉升機(jī)構(gòu)的建模與仿真 10 圖 44車架吊耳 圖 45鏡像的車架吊耳 與車 架 匹配車架支架建模 選取文件，選著建模，單擊 確定，得到建立模型的界面，新建一個(gè) 2厘米厚的長(zhǎng)方體，在建立一樣厚度的長(zhǎng)方體一個(gè)，將兩個(gè)長(zhǎng)方體粘結(jié)起來，在一個(gè)長(zhǎng)方體上打入四個(gè) 2厘米直徑的圓孔，在另一個(gè)長(zhǎng)方體的中心位置打入一個(gè)四個(gè)厘米的圓孔，將圓孔拉伸至 ，為了插入液壓缸最后一節(jié)缸的圓柱軸，再將帶有大圓孔長(zhǎng)方體未連接 的兩端倒角，從而得到如 圖 46所示的車架支架。 圖 43車廂模型 與車架匹配的車架 吊耳 建模 建立過程 選取 文件，然后新建文件彈出 “新建 ”對(duì)話框，首先建立一個(gè) 2 厘米 長(zhǎng)方體，然后在依靠長(zhǎng)方體建立一個(gè)三角形夾板，在長(zhǎng)方體上打入圓孔，方便安裝螺栓，同時(shí)在三角形夾板上也打入一個(gè) 5 厘米的圓孔，將其圓孔兩邊進(jìn)行拉伸，得到一個(gè)通孔的圓柱，此圓柱目的是為安裝車廂后與 車架鉸接的轉(zhuǎn)軸。 圖 41車架的二維模型 建立模型后的車架主模型 ，如圖 42所示。 吳兵兵：直推式自卸汽車舉升機(jī)構(gòu)的建模與仿真 8 第 四 章 舉升機(jī)構(gòu)的建模 基本結(jié)構(gòu) 的建模 本次設(shè)計(jì)建模采用 UG 進(jìn)行建立模型，通過上述已知，本次采用參數(shù)為中國(guó)重汽中國(guó)重汽 HOWO重卡 336馬力 6X4自卸車以下為其車型參數(shù)的建模。同時(shí)當(dāng)液壓缸的額定壓力過大時(shí)，要求液壓缸的密封性較強(qiáng)，使得成本較大，但是如果選定的液壓缸額定壓力較低時(shí)，會(huì)使得液壓缸的效率較低，綜合以上所述，本次液壓缸設(shè)計(jì)選定額定壓力為 10Mpa。得到余弦值大小為 ，假設(shè)貨物沒有被傾倒，所以得到第二級(jí)缸的舉升力大小為 。油缸推理是根據(jù)貨車載重情況確定的，本次設(shè)計(jì)選定的車型整車質(zhì)量為 噸 ， 額定載重質(zhì)量 ， 最大總質(zhì)量為 25噸。 舉升機(jī)構(gòu)的受力分析與參數(shù)的選定 油缸的總行程 L 根據(jù)車廂的總體長(zhǎng)度以及車廂與車架鉸接的位置分析，本次設(shè)計(jì)車廂的總體長(zhǎng)度為 而車廂與車架鉸接處距離車廂尾端為 米， 故得到車廂被舉升的總體長(zhǎng)度為，又有本次設(shè)計(jì)車廂被舉升的最大角度為 50。舉升角越大越容易將貨廂內(nèi)的貨物卸凈。確定車廂最大舉升角的依據(jù)是貨物的安息角，它表明貨物內(nèi)摩擦所能維持的堆積角度，內(nèi)部摩擦越小，安息角就越小。 組合連桿式 舉升力系數(shù)小，省力 ，橫向剛度好。因此，對(duì)其研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 發(fā)展趨勢(shì) 各國(guó)十分注重在自卸汽車上采用先進(jìn)技術(shù)，全面提高自卸汽車的內(nèi)在質(zhì)量和使用性能。 自卸汽車是一種由舉升機(jī)構(gòu)操作能將貨物自動(dòng)卸載的運(yùn)輸汽車，在多種領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化卸貨，卸貨效率得到大大提高，節(jié)約勞動(dòng)力。如圖 13所示 。 圖 12單級(jí)與多級(jí)舉升機(jī)構(gòu)