木材装载机是外载荷复杂，使用频繁的工程机械，它广泛地用于林业、矿山、水利、建筑等部门。为了适应其繁重的工作条件，中型木材装载机通常采用箱型结构动臂。但因其费工费时和焊接工艺复杂，已不能满足用户日益增长的需要。而单板动臂所消耗的工时比箱型动臂所消耗的工时有大幅度的下降，同时焊接方便，不容易产生疲劳裂纹，因此许多制造厂例如：日本小松制作所生产的“小松”，东洋株式会社生产的“TCM"，美国CLARK公司和CATERPILLAR公司生产的装载机和我国厦门、柳州工程机械厂生产的ZLIO-I00系列装载机都采用单板动臂(只适于中、小吨位，在大吨位上则用双板。毫无疑义中型木材装载机采用单板动臂是正确的，也是符合当前动臂发展趋势的。当前中型木材装载机单板动臂设计的主要问题是自重较大(通常比箱型结构增加I0-20)和侧向刚度偏小。要解决这个问题，我们认为除了采用合理的臂系长度和较小的油缸推力，使动臂处于承载的有利状态外，更重要的是采用具有较强空间刚度的结构，并对它进行精确的强度分析，使金属材料充分发挥其机械性能。在此，我们仅对单板动臂强度及其结构设计进行分析，所用动臂对象为ZLM-30型木材装载机。
      对动臂空间对称结构采用处理平面间题的简单方法进行强度分析，据有关文献报道，这种简化是合理的，精度是足够的。下面用光弹性试验和有限元分析方法，对由常规力学方法设计的单板动臂(初始动臂)，进行强度分析。木材装载机的实际工作情况有下列几种：(1)铲掘(Ia)工况，铲斗沿水平面插入料堆，同时举起动臂，铲尖中央作用着倾翻力P，和插入力Yz铲斗上作用着自重，(2)倾翻(Ib)工况，铲斗沿水平面插入料堆后，动臂开始举升，装载机两只后轮离地，铲尖中央作用着倾翻力Pm铲斗上作角着自重G，(3)远伸(II)工况，动臂满载举到水平最远位置，动臂受铲斗上垂直力P3作用，(4)高举(III)工况，动臂满载举到最高位置，动臂受铲斗上垂直力P的作用。
      用平面光弹性试验确定动臂周边应力的分布曲线，最大应力的数值和位置。光弹性试验采用相似理论来解决模型相似问题，同时用无时间边缘效应和无毒的聚碳酸醋板作模型。为了直接观察在外载荷作用下整个模型的全视场的等色线图案，采用有机玻璃和聚碳酸醋模型组合的加载装置。用有机玻璃作为假想件，模拟油缸，摇臂，连杆和铲斗等借此传递载荷。

                                                                                  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
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