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履带式拖拉机底盘车架是拖拉机的承载机构,不仅支撑了拖拉机的全部重量,而且履带式拖拉机工作条件恶劣,车架受力情况也最为复杂,因此拖拉机底盘车架必须具有足够的刚度和强度。但是目前,农机产品的设计还停留在传统模式,设计阶段缺少相应的刚度、强度和可靠性的评估。因此本文结合江苏省科技支撑项目,运用先进的计算机辅助设计技术对履带式电动拖拉机底盘车架进行强度分析及结构优化设计。 本文首先对履带式拖拉机行驶过程中的受力情况进行了介绍,并对履带式拖拉机静止状态、耕作状态和单边转向过程中履带与地面、履带与车架、以及悬挂的农机具和其他部件与车架之间的受力情况给出了数值计算公式,并根据本履带式电动拖拉机相关参数进行了算例分析。 其次,根据此履带式电动拖拉机实物,利用Pro/E软件建立了整车的三维几何模型及准确的车架模型。随后利用HyperMesh软件完成了对几何模型的结构简化、网格划分以及材料属性定义等前处理工作。定义了履带式拖拉机5种常用工况,并针对各工况特性对有限元模型进行约束与载荷的加载。 最后,运用OptiStruct软件对有限元模型进行求解计算,针对车架强度分析结果及车架轻量化的要求,对车架结构进行多工况下拓扑优化及尺寸优化。通过车架优化设计,不仅降低了5种工况下车架最大应力值,而且取得了良好的轻量化效果。