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装载机是一种广泛应用于铁路、建筑等领域的工程机械,对加快工程建设的速度,减轻工人的劳动强度,提高工程建设的质量以及降低工程的成本都具有极其重要的作用。装载机的前车架是连接前车桥、后车架和工作装置的机构,属于装载机的关键零部件之一,对其设计的质量直接影响到其工作性能的高低,进而影响到装载机的整体工作效率。根据工艺的要求,在装载机的前车架上设计动臂上铰接孔、动臂液压缸连接孔、转斗液压缸连接孔等,如果对这些孔的刚度、强度等设计不合理,不但增加装载机的装配难度,而且还可能导致动臂、动臂液压缸、转斗液压缸、摇臂与前车架在工作时相互干涉,从而影响其工作的可靠性,严重时甚至造成液压缸的拉伤、卡死以及活塞杆的变形等故障,导致装载机不能进行正常工作。因此,在进行装载机的设计时,对前车架进行疲劳分析具有重要的工程实际意义。 有限元法在现代设计方法中具有重要应用,使用该方法对装载机的前车架进行分析,并研究其在典型工作状况下的变形特点和应力分布情况,进而对其结构进行改进设计,可以使其结构和性能更加完善。 本文基于CAE技术对ZL50型装载机前车架运用有限元软件对其结构进行了疲劳分析,从而提高了其工作的可靠性。首先,应用 PRO/E软件建立了ZL50型装载机的前车架简化模型,并将该模型导入 ANSYS workbench中,从而得到装载机前车架的有限元模型,然后添加边界条件并划分网格,对装载机实际工作的三种工况进行了静态分析,获得了其工作装置的应力与变形情况,并运用有限元法对其疲劳寿命进行了分析、评估。根据ANSYS workbench软件得出的计算结果,找出应力集中点和容易产生疲劳失效的部位,对装载机的前车架结构进行了改进,使其最大应力和疲劳损伤大幅下降,从而提高了装载机前车架的使用寿命和工作的可靠性。