随着公路、矿山及大型水利等工程建设的不断发展，对轮式装载机的需求急剧增加。后车架结构的合理性直接影响整机的可靠性和安全性。传统的力学分析方法常采用较多的假设、简化和经验计算，这种结果显然是不精确的，而且有可能使得部分结构裕度过大造成浪费或者因疲劳而产生疲劳断裂。采用板壳单元模拟后车架的结构并进行约束和加载，可以得到精确的计算结果，找出危险区域并进行结构强度分析和改进。从而可以提高产品质量、减少制造成本、缩短制造周期，增强产品竞争能力。文章对后车架进行有限元分析，指出其薄弱部位并进行改进，不但节省了材料而且使得应力分布更加均匀合理
      建立装载机后车架的几何模型时，根据装载机后车架的结构特点，在保证其力学性能不变的条件下，对后车架结构进行适当简化，可忽略吊耳板和一些很小的或者不重要的螺栓孔、铆接孔及过渡圆角。因为这些结构虽然对整体应力分布影响较小，却影响网格划分的结构，从而影响计算结果的精度。   
      由于后车架是对称结构，所以总体的建模思路是先建立模型的左半部分，然后通过对称建立完整的几何模型，最后处理公共的局部特征。   
      有限元分析选择单元类型：由于装载机后车架是由一系列薄壁板件焊接而成的结构，且有些零件形状复杂，宜离散为板壳单元，选取板壳单元作为分析的单元类型。根据装载机后车架所受载荷的特点，选取SHELL63单元。因为它具有弯曲特性和膜特性，适用于同时受横向载荷和膜载荷的薄板结构。   
强度分析中定义实常数：由于装载机后车架由许多厚度不同的薄板组成，因此需定义不同的实常数，这是板壳问题分析中所特有的。统计后车架的厚度应定义10个实常数，厚度分别为34，30，25，24，20，16，14，12，10，60。
      定义材料属性：在ANSYS中建好后车架几何模型并进行布尔操作后，按照以下操作对后车架模型的各个面进行属性分配：ANSYS-Main Menu-Preprocessor-Meshing-Mesh Attributes。装载机后车架由3种材料组成。
      划分网格：有限元模型的求解规模、精度及时间与划分后网格的疏密有直接的关系。求解结果的准确与否也取决于网格的质量。因此，要根据有限元模型建立的准则检查划分的网格，对于不符合准则的地方进行重新修改并再次划分。直至建立合理的有限元模型。为获得正确的结论做好准备。划分后的网格如图所示，共划分为19018个节点，18552个单元。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                  杭州纳泰科技咨询有限公司
                                                                          本文出自杭州纳泰科技咨询有限公司www.nataid.com，转载请注明出处和相关链接！