【正文】 其下降過程。 卸料過程當(dāng)裝載機完成卸料過程。在運動管理器中單擊“旋轉(zhuǎn)馬達”按鈕，在轉(zhuǎn)斗液壓桿上加載一個運動方向為液壓缸吸油狀態(tài)的線性馬達，運動參數(shù)設(shè)置為“等速”，“40mm/s”。在動臂液壓桿上加載一個運動方向為液壓缸排油狀態(tài)的線性馬達。運動參數(shù)設(shè)置為“等速”，“150 mm/s”。在時間軸上的11s處和16s處分別為兩個馬達放置鍵碼，將工作時間設(shè)定為11～16s。 下降過程至此， SolidWorks仿真出了裝載機在工作過程的運動情況。通過這個仿真過程，我們可以明確在運動過程中各零件的空間運動位置，檢驗工作裝置作業(yè)過程是否合理與正確，還可以檢驗在運動過程中零件是否有干涉發(fā)生，從而判斷零件設(shè)計的合理性。4 裝載機動臂的有限元分析動臂是裝載機工作裝置的主要承力構(gòu)件，其強度狀況對裝載機的性能和壽命有直接影響。動臂作為工作裝置的主要構(gòu)件，是在整個工作過程中受力最大、最為復(fù)雜而且極易斷裂的部件之一，它在典型工況下的受力分析和應(yīng)力分布對裝載機的設(shè)計有重要作用，因此，對裝載機動臂的受力分析具有很重要的意義。本文利用SolidWorks自帶的Simulation插件對裝載機的動臂進行有限元分析。 SolidWorks Simulation插件有限元分析（FEA，F(xiàn)inite Element Analysis）利用數(shù)學(xué)近似的方法對真實物理系統(tǒng)（幾何和載荷工況）進行模擬。還利用簡單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數(shù)量的未知量去逼近無限未知量的真實系統(tǒng)。SolidWorks Simulation插件是一個與SolidWorks完全集成的設(shè)計分析系統(tǒng)。它提供了單一屏幕解決方案來進行應(yīng)力分析、頻率分析、扭曲分析、熱分析和優(yōu)化分析。憑借著強大的功能支持，使用戶可以使用普通計算機解決大型問題，節(jié)省設(shè)計時間。SolidWorks Simulation插件的分析步驟如下：（1） 創(chuàng)建或插入幾何模型（2） 建立新算例（3） 指定材料（4） 劃分網(wǎng)格（5） 添加約束（6） 施加載荷（7） 執(zhí)行分析（8） 結(jié)果顯示 動臂結(jié)構(gòu)和動臂機構(gòu)分析動臂結(jié)構(gòu)一般為板材結(jié)構(gòu)，兩條動臂之間用橫梁焊接在一起，形成一個空間對稱鋼架結(jié)構(gòu)。動臂機構(gòu)是由動臂上的鉸鏈孔與機架鉸接在一起，動臂的下降和起升通過動臂液壓系統(tǒng)的伸縮來實現(xiàn)，液壓系統(tǒng)的進出油管路分別聯(lián)通，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的同步作業(yè)。 動臂 裝載機工況分析與動臂主要參數(shù) 裝載機工況分析在裝載機實際工作過程中，裝載機裝卸物料的作業(yè)是由水平切入料堆、轉(zhuǎn)斗、提升后退、重載行駛和卸載物料等動作完成。通過對以上作業(yè)過程可知：裝載機在鏟入物料堆，和把物料舉升到最高處時有水平和垂直的最大載荷，此時動臂的受力最大，已發(fā)生比較大的變形和斷裂。故選取動臂受載荷最大的兩種工況進行受力分析。 裝載機動臂主要參數(shù)利用SolidWorks軟件建立如圖41所示的三維實體模型，裝載機動臂主要由動臂板、橫梁、搖臂支耳焊接而成。經(jīng)查閱資料可知一般的裝載機主要參數(shù)為：動臂主要材料為16Mn，在工作時的最大載荷為5000kg，最大牽引力為150000N,最大掘起力為150000N。 裝載機動臂有限元分析 水平切入堆料工況分析當(dāng)裝載機水平插入堆料中時，動臂受到堆料對鏟斗的阻力，主要通過鏟斗作用在動臂頭的鉸鏈銷釘孔上。動臂液壓系統(tǒng)對動臂給一個沿水平方向的牽引力，裝斗液壓系統(tǒng)對動臂有一個掘起力，作用在搖臂支耳上。分析過程如下：(1) 選定材料，劃分網(wǎng)格打開已建立的動臂實體模型，建立動臂靜應(yīng)力分析算例，根據(jù)裝載機主要參數(shù)在Simulation插件中選定動臂材料為16Mn。利用Simulation插件自動劃分網(wǎng)格功能，設(shè)定網(wǎng)格密度為良好。 劃分網(wǎng)格(2) 施加約束和載荷 裝載機在切入堆料時，動臂尾部與車架連接的部分相當(dāng)于固定在車架上，故動臂尾部不受力的作用，在動臂尾部與車架連接處加載固定鉸鏈夾具。鏟斗受到與牽引方向相反的堆料的阻力，初步定為758900N。施加的載荷的分布對整體應(yīng)力分布沒有影響，故將這個阻力加載在動臂軸孔內(nèi)表面上，方向與裝載機牽引方向相反。動臂液壓系統(tǒng)給鏟斗提供牽引力，由主要參數(shù)可知最大牽引力為150000N,將該載荷加載在液壓系統(tǒng)與動臂連接的孔表面上，方向與牽引方向相同。(3) 有限元分析結(jié)果在施加完約束和載荷后，單擊Simulation菜單下的“運行”按鈕，進行求解，、 約束和載荷 應(yīng)力圖，當(dāng)裝載機在水平插入物料過程中，動臂應(yīng)力最大處在動臂與鏟斗的連接處，大約為82MPa,而動臂的需用應(yīng)力為620MPa，沒有超出需用應(yīng)力范圍，動臂滿足應(yīng)力要求。 位移圖，最大變形發(fā)生在動臂與鏟斗連接處，在合理的變形范圍內(nèi)，滿足動臂變形要求。 應(yīng)變圖，最大變形發(fā)生在動臂與鏟斗連接處，符合應(yīng)變要求。由以上可知，裝載機在水平插入物料的工況中，動臂結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變都滿足需用要求，變化符合設(shè)定要求，動臂的剛度和強度滿足要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。 舉升到最高處工況分析當(dāng)裝載機將物料裝滿鏟斗，并把鏟斗舉升到最高處時，假設(shè)在剛到達的那一瞬間動臂受到的載荷最大，此時轉(zhuǎn)斗液壓系統(tǒng)和動臂液壓系統(tǒng)停止工作，動臂只受到物料和鏟斗自動的作用。分析過程如下：(1) 選定材料，劃分網(wǎng)格打開已建立的動臂實體模型，建立動臂靜應(yīng)力分析算例，根據(jù)裝載機主要參數(shù)在Simulation插件中選定動臂材料為16Mn。利用Simulation插件自動劃分網(wǎng)格功能，設(shè)定網(wǎng)格密度為良好，(2) 施加約束和載荷裝載機在舉升到最高位置時，動臂尾部與車架連接的部分相當(dāng)于固定在車架上，故動臂尾部不受力的作用，在動臂尾部與車架連接處加載固定鉸鏈夾具。動臂與動臂液壓系統(tǒng)的連接處也靜止，相當(dāng)于固定，在動臂與動臂液壓系統(tǒng)的連接處也加載固定鉸鏈夾具。此時動臂受到物料和鏟斗自重，由主要參數(shù)可知，鏟斗最大載荷量時5000kg。假定動臂在最高點時，動臂與水平方向的夾角為40176。，將鏟斗受到的載荷分解到沿著動臂方向的32139N，垂直于動臂方向為38302N。將分解的兩個力分別加載在動臂與鏟斗連接處的銷釘孔表面上。 約束和載荷(3) 有限元分析結(jié)果在施加完約束和載荷后，單擊Simulation菜單下的“運行”按鈕，進行求解，、 應(yīng)力圖，當(dāng)裝載機處在最高點時，動臂應(yīng)力最大處在動臂與鏟斗的連接處，大約為10MPa,而動臂的需用應(yīng)力為620MPa，沒有超出需用應(yīng)力范圍，也沒有特別集中的地方，動臂滿足應(yīng)力要求。 位移圖，最大變形發(fā)生在動臂與鏟斗連接處，在合理的變形范圍內(nèi)，滿足動臂變形要求。 應(yīng)變圖，最大變形發(fā)生在動臂與動臂液壓系統(tǒng)的連接處，符合應(yīng)變要求。由以上可知，裝載機在舉升過程中，動臂結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變都滿足需用要求，變化符合設(shè)定要求，動臂的剛度和強度滿足要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。結(jié)論本文利用SolidWorks建模技術(shù)和有限元分析技術(shù)的基本理論和方法，利用SolidWorks建模軟件和自帶SolidWorks Simulation有限元分析插件，進行本文的研究與分析。利用SolidWorks軟件，按照裝載機的實際使用要求以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建立裝載機工作裝置的實體模型，然后對建立的實體模型進行裝配與機構(gòu)運動仿真。SolidWorks自帶的有限元分析插件是一種簡單易用、高效率的分析插件。本文利用該插件對裝載機的主要承受載荷部件進行多種工況、多種載荷情況下的受力與位移分析，并由應(yīng)力圖、變形圖和應(yīng)變圖具體表現(xiàn)出受力情況與位移情況。主要做了以下工作：(1)介紹了論文的課題背景，裝載機的發(fā)展趨勢，主要研究內(nèi)容與研究方法。(2)主要軟件SolidWorks的簡介。(3)裝載機工裝裝置整體方案設(shè)計。(4) SolidWorks零件建模、整機裝配、運動仿真。(5)對受力較大工況下的裝載機動臂的整體靜力分析。得到比較滿意的結(jié)果。(6)經(jīng)過快兩個月的設(shè)計，在設(shè)計過程中我進行了大量資料的查閱和分析，極大的提高了自己多方面的能力，也學(xué)習(xí)到很多知識。對計算機輔助設(shè)計有了一定程度的了解，對裝載機有了一個整體的認識和了解。掌握了許多查閱資料的方法，對即將走上工作的自己也是受益匪淺。當(dāng)然，也認識到自己在很多方面的不足，對我以后的生活和工作有很大的幫助致謝歷時將近兩個月的時間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。尤其要強烈感謝我的論文指導(dǎo)老師—李雪 老師，她對我進行了無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進行論文的修改和改進。另外，在寫論文過程中跟我一組的同學(xué)也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導(dǎo)過我的同學(xué)表示最中心的感謝！感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材，還在論文的撰寫和排版燈過程中提供熱情的幫助。由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學(xué)友批評和指正！參考文獻[1] ：機械工業(yè)出版社，2009.[2] ：機械工業(yè)出版社，2012.[3] ：機械工業(yè)出版社，2007.[4] ：中國鐵道出版社，1995.[5] 濮良貴，2005.[6] 張國瑞，有限元法，機械工業(yè)出版社，.[7] 孫桓，陳作模，：高等教育出版社，2006.[8] 趙建國，張琳娜，趙鳳霞. 基于SolidWorks裝載機工作裝置的特征建模與三維動態(tài)仿真[J].鄭州：河南省鄭州大學(xué)機械學(xué)院，.[9] [M].北京：.[10] ：