CAE实验-装载机动臂应力分析.doc

CAE实验-装载机动臂应力分析

装载机动臂应力分析

学院： 机械学院
教师：
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（一）问题描述
装载机无偏载工作时，动臂承受一定外载荷和来自车架的约束。动臂结构示意图见图1。

图1 动臂几何模型
在建立模型时，油缸假设为柔性弹簧，A铰点作为动臂的支点，允许动臂绕通过A铰点的轴转动，B铰点是动臂油缸支点（动臂油缸的刚度假设为2.0e7N_m）。C铰点和D铰点是外载荷的作用点。
（二）实验内容
①导入已添加材料属性的三维模型

②施加约束
a 在A铰点创建刚性虚件并在虚件上施加约束
b 在B铰点定义弹簧虚件并在弹簧支点上施加圆锥铰约束
③定义载荷
a 在C点创建刚性虚件
b 在C点施加载荷
c 在D点定义刚性虚件
d在D点施加载荷
经过约束和载荷后如下图所示

④计算求解
⑤创建结果分析图
当没有修改单元类型和单元尺寸时，使用程序自动赋予的值时，所得应力分布图和位移图如下

⑥细化单元网格，重新求解计算
修改单元类型和单元尺寸，在size内输入45mm,在Absolute sag中输入15mm,选择parabolic作为当前单元类型

动臂变形和自动划分网格如下

动臂的Von Mise应力图如下

动臂位移图如下

合位移如下

垂直面的位移如下

模态有限元分析
模型为悬臂梁结构（材料为钢——steel）。左端加全约束，右端的端面上加2kg的附加质量。 对该系统进行模态分析，方法参考书中81页刀杆的模态分析。

① 导入已添加材料属性的三维模型

② 定义约束和附加质量

③ 模态求解（模态分析最高阶数为15）
④ 查看振型
下面列出求解的第一到第五阶振型

第一阶振型

第二阶振型

第三阶振型

第四阶振型

第五阶振型