【正文】 靜態(tài)分析用來(lái)模擬模型結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度，根據(jù)約束和載荷條件計(jì)算模型的應(yīng)力和應(yīng)變。其分析圖如下：圖5—1圖52 模態(tài)分析，就是采用試驗(yàn)分析或理論分析的方法來(lái)識(shí)別系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)。在結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中，振動(dòng)系統(tǒng)的特性可以用模態(tài)來(lái)描述，表征模態(tài)的各階參數(shù)是振動(dòng)系統(tǒng)的各階固有頻率、固有振型等。模態(tài)是振動(dòng)系統(tǒng)特性的一種表征，它是構(gòu)成各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜振動(dòng)的最簡(jiǎn)單或最基本的振動(dòng)形態(tài)，模態(tài)分析是進(jìn)行各項(xiàng)動(dòng)力分析的前提和基礎(chǔ)，它為振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和故障診斷提供了數(shù)值依據(jù)。模態(tài)分析圖：圖53疲勞分析是對(duì)零件的疲勞特征進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)是否發(fā)生疲勞破壞，也可以和其他分析一起對(duì)零件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。疲勞破壞就是零件在交變載荷重復(fù)作用下材料或結(jié)構(gòu)的破壞現(xiàn)象，當(dāng)材料或結(jié)構(gòu)受到多次重復(fù)作用后，雖然應(yīng)力值始終沒(méi)有超過(guò)材料的強(qiáng)度極限，甚至比彈性極限還要低的情況下也可能發(fā)生破壞。次循環(huán)受力如下圖：圖54圖55預(yù)應(yīng)力靜態(tài)分析是用來(lái)模擬一個(gè)預(yù)剛度或預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，是如何影響模擬的變形、應(yīng)力和應(yīng)變情況。換句話說(shuō)，它可以用來(lái)決定加上指定的載荷后，零件是強(qiáng)的或弱的。預(yù)應(yīng)力靜態(tài)分析將使用靜態(tài)分析的結(jié)果來(lái)作為分析的起點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力靜態(tài)分析如下：圖56預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析是使用一個(gè)來(lái)自靜態(tài)分析的結(jié)果，來(lái)計(jì)算模型的自然頻率和模態(tài)，放大1000倍后如下圖：圖57圖58 動(dòng)態(tài)時(shí)域分析，用于系統(tǒng)對(duì)于隨時(shí)間變化的載荷（非周期載荷或者脈沖載荷）的反應(yīng)。輸入20%阻力系數(shù)，為100%表示模型不在振動(dòng)，時(shí)域分析圖:圖59 動(dòng)態(tài)沖擊分析是用來(lái)研究反應(yīng)頻譜所引起的系統(tǒng)反應(yīng)，其載荷輸入通常是一個(gè)帶有位移、速度或加速度等反應(yīng)頻譜的基本激發(fā)元素。 取受應(yīng)力大的主減速器腔體上的相交曲線（紅色區(qū)）作變形研究：圖510圖511 動(dòng)態(tài)頻域分析用于研究系統(tǒng)對(duì)于歲頻率變化的載荷（用于周期載荷或循環(huán)載荷)的反應(yīng)，彈簧座處一曲線的應(yīng)力圖：圖512 由動(dòng)態(tài)頻域分析知應(yīng)避免150Hz至300Hz頻率工作。 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究，是一種定量分析工具，通過(guò)對(duì)模型的設(shè)置參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，分析對(duì)其性能的影響情況。 選取小d=100mm的半軸可內(nèi)徑設(shè)置為110mm，得出結(jié)果153Mpa 圖513 敏感度分析，是一種定量分析，研究參數(shù)對(duì)模型性能的影響情況。這種定量的分析是通過(guò)局部分析來(lái)完成的。如果確定了主參數(shù)，可以運(yùn)用局部敏感度分析方法來(lái)確立變化范圍。在這個(gè)范圍內(nèi)，尋找最佳的設(shè)計(jì)。選取d范圍90mm~130mm，因d越大壁厚越小。下圖為應(yīng)力隨d變化的應(yīng)力圖圖514應(yīng)力隨d的取值變化圖1 優(yōu)化設(shè)計(jì)是一種尋找最佳方案的技術(shù)，是由用戶指定研究目標(biāo)，約束條件和設(shè)計(jì)參數(shù)等，然后在參數(shù)的指定范圍內(nèi)求出可滿足研究目標(biāo)和約束條件的最佳解決方法。指定d在100120mm內(nèi)，應(yīng)力在250Mpa之內(nèi)時(shí)的最優(yōu)解圖515圖516 此時(shí)測(cè)出d=，則可得出壁厚為13mm。同理若在200Mpa下時(shí)的d=，壁厚15mm。在設(shè)定d=110mm后，固定其內(nèi)徑250mm，讓錐齒輪箱外徑為設(shè)計(jì)參數(shù)。由于有螺栓，所以厚度最小不小于螺母尺寸。 位移隨外徑大小變化的敏感度分析如圖：圖517 由《挖掘機(jī)驅(qū)動(dòng)橋臺(tái)架試驗(yàn)方法》QC/T 533——1999 標(biāo)準(zhǔn)可知：。由圖可知厚度滿足等于最小螺母尺寸時(shí)的變形量。取厚25mm，則大徑為300mm。 1優(yōu)化后的模態(tài)分析： (1) 、675HZ共同作用模態(tài)位移分析如下圖：圖518 (2) ：圖519 (3) ：圖520 (4) 圖521 (5) 在675HZ下位移圖圖522圖523 經(jīng)分析知改進(jìn)后橋殼要避免在250Hz的條件下工作。第六章 結(jié)論通過(guò)有限元模擬方法, 分析了挖掘機(jī)驅(qū)動(dòng)橋殼在不同工況下對(duì)應(yīng)的應(yīng)力和變形, 為挖掘機(jī)驅(qū)動(dòng)橋的強(qiáng)度評(píng)價(jià)及疲勞壽命估算提供了所需數(shù)據(jù), 也為挖掘機(jī)安全運(yùn)行提供了必須的依據(jù)。同時(shí), 有限元方法的利用, 可以降低設(shè)計(jì)開發(fā)成本、縮短設(shè)計(jì)開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量，使得挖掘機(jī)在輕量化、抗振性、舒適性和操縱穩(wěn)定性方面得到改進(jìn)和提高，具有非常重要的指導(dǎo)作用和實(shí)際意義。采用有限元方法比傳統(tǒng)計(jì)算方法更能反映橋殼上的真實(shí)應(yīng)力值，得到理想的計(jì)算結(jié)果，有利于對(duì)橋殼進(jìn)行強(qiáng)度分析。同時(shí)表明不論是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法還是利用有限元軟件算出的結(jié)果在各種工況都基本吻合。(1)對(duì)整車模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，得到后橋殼在危險(xiǎn)工況下的受力，對(duì)其進(jìn)行了疲勞壽命分析，分析結(jié)果顯示的疲勞破壞危險(xiǎn)區(qū)域與常見(jiàn)橋殼發(fā)生開裂的位置一致。(2)對(duì)橋殼進(jìn)行了改進(jìn)，最小疲勞壽命從改進(jìn)。改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行疲勞壽命試驗(yàn)，達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。(3)利用CAE軟件進(jìn)行分析計(jì)算，找出了該后橋殼存在缺陷的原因，并提出了改進(jìn)的措施，改變了以往反復(fù)利用臺(tái)架試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證改進(jìn)結(jié)果耗費(fèi)大量人力物力的缺點(diǎn)，具有實(shí)際意義。本論文同樣存在一些缺點(diǎn)：一、在約束方面，為模擬實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程，選取彈簧座中心部分節(jié)點(diǎn)為受力點(diǎn)，施加分布載荷；對(duì)于靜力學(xué)分析的最大鉛垂力和最大切向力兩種工況, 約束加在每側(cè)車輪中線附近, 模擬兩端簡(jiǎn)支支承。最大側(cè)向力工況時(shí), 約束加在側(cè)翻一側(cè)的車輪中線附近,支承為固定支承，支點(diǎn)為輪距相應(yīng)點(diǎn)，左處支點(diǎn)處約束相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的X、Y、Z 向移動(dòng)自由度，右處支點(diǎn)處約束相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的Y、Z 向的移動(dòng)自由度。上述的約束處理會(huì)使安裝輪轂軸承附近的應(yīng)力與實(shí)際情況有差別,會(huì)不會(huì)影響橋殼其它部位的應(yīng)力分布有待考證；二、關(guān)于橋殼在鋼板彈簧座附近的危鹼斷面的形狀主要由橋殼的結(jié)構(gòu)型式和制造工藝來(lái)定。對(duì)于鑄造整體式橋殼，由于采用了鑄造工藝，所以可將彈簧座附近的斷面設(shè)置成垂向抗彎強(qiáng)度較好的矩形管狀斷面(計(jì)算時(shí)還應(yīng)考慮里邊壓進(jìn)的半軸套管)，從橋殼的使用強(qiáng)度來(lái)看，矩形管高度方向?yàn)殚L(zhǎng)邊的比圓口形管狀的要好；三、對(duì)彈簧座距離沒(méi)有優(yōu)化處理，需尋找最佳受力點(diǎn)。 致 謝感謝重慶交通大學(xué)大學(xué)，在這里有環(huán)境舒適的學(xué)生公寓，為我的日常生活提供了很多方便；為我的課余生活提供了依托；有一批知識(shí)淵博，身正為范的老師，為我開啟學(xué)海之舟。在這里，我開闊了見(jiàn)識(shí)，增長(zhǎng)了知識(shí)，鍛煉了能力。四年前我?guī)е缇粗膩?lái)到了這里，四年里，親身的體驗(yàn)讓我更增加了對(duì)這所學(xué)校的熱愛(ài)和不舍。感謝機(jī)電學(xué)院的每一位老師，無(wú)論是從學(xué)識(shí)上，還是從人格上，他們都是最值得尊敬的的人。這些老師知識(shí)淵博，閱歷豐富，聽(tīng)他們的課是一種享受，享受知識(shí)、享受智慧、享受人格魅力。這些老師不但幫助我們構(gòu)建知識(shí)，更在生活上給我們無(wú)微不至的關(guān)懷，指導(dǎo)我們處理生活中的許多問(wèn)題，他們總能高屋建瓴地給我們的生活導(dǎo)航。是他們開啟了我對(duì)歷史的興趣，激發(fā)了我對(duì)知識(shí)的渴望，同時(shí)我也從他們身上學(xué)到了很多難能可貴的精神：認(rèn)真、感恩、負(fù)責(zé)、謙和，所有這些都讓我終身受益。感謝您們??！ 在這里我想特別感謝一位老師，就是我的導(dǎo)師——羅天洪老師，在收集資料的過(guò)程中，羅老師給我提供了很多寶貴的意見(jiàn)。他讓我多閱讀外文文獻(xiàn)，多收集前人的研究成果。與此同時(shí)，羅老師還根據(jù)我的材料幫助我確定題目和論文的結(jié)構(gòu)安排。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們會(huì)碰到好多問(wèn)題，這些都是平時(shí)上理論課中不會(huì)碰到，比如橋殼厚度不合格或者有應(yīng)力集中等要加以改進(jìn)，各個(gè)尺寸的確定，以及約束定義等。以前雖然做過(guò)作業(yè)，但是畢竟沒(méi)有放到非常實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境中去，畢竟考慮的還不是很多，而且對(duì)所學(xué)的那些原理性的東西掌握的還不是很透徹。羅老師還經(jīng)常找我談話，經(jīng)過(guò)老師的講解，和自己的更加深入的思考之后，對(duì)很多的知識(shí)，知其然還知其所以然。論文寫完以后，羅老師還精心審閱了我的寫作初稿，大到內(nèi)容結(jié)構(gòu)，小到標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、論文格式，都給我提供了寶貴的修改意見(jiàn)，在他的幫助下我的論文才得以順利完成。所以我的論文從選題到結(jié)構(gòu)安排，從內(nèi)容到文字潤(rùn)飾，都凝聚了他大量的心血，他這種一絲不茍的負(fù)責(zé)精神、質(zhì)樸平實(shí)的治學(xué)風(fēng)格、和藹可親的待人原則、關(guān)心后輩的的責(zé)任心使我深受感動(dòng)，對(duì)我做人、做事、做學(xué)問(wèn)都產(chǎn)生了積極影響。在此，我謹(jǐn)向尊敬的羅老師表示真摯的謝意。感謝我的同學(xué)在這大學(xué)四年里對(duì)我生活上、學(xué)習(xí)上的幫助。我們?cè)谝黄鸸餐?jīng)歷了很多歡樂(lè)和難忘的時(shí)光：大學(xué)校園里有我們的笑聲，重慶交大有我們共同的足跡，有我們美麗的倩影，有我們的歡聲笑語(yǔ)。是你們祛除了我內(nèi)心的孤獨(dú)，教會(huì)了我做人處事的方法。四年了，仿佛就在昨天。四年里，我們共同成長(zhǎng)，共同進(jìn)步。不管以后我的道路是駛向何方，但是在大學(xué)四年以及畢業(yè)設(shè)計(jì)期間的點(diǎn)點(diǎn)滴滴在我腦海所留下的記憶片段是永恒難忘的。最后在此我要再一次對(duì)我親愛(ài)的老師和同學(xué)們致以我發(fā)自內(nèi)心深處的感謝。參考文獻(xiàn)[1]劉惟信．汽車車橋設(shè)計(jì)[M]，北京：清華大學(xué)出版社，2004。[2]陳家瑞、汽車構(gòu)造（第三版）（下冊(cè)）.吉林大學(xué)出版，2010.[3]胡國(guó)強(qiáng)、伍偉 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