覆带是许多军用和民用重型装备运行设备的重要部件之一，可增大重型装备的接地面积并保证与地面有良好的附着力，以提高装备的机动性和通行能力。履带又由多块履带板通过履带销连接而成，履带板与地面接触的一面还制有突起的履刺。由于履带板的结构较为复杂，对其强度分析所做的研究工作并不多，理论分析求解难度也很大，本研究尝试利用有限元分析ANSYS软件对其进行强度分析模拟，是在该方面工程案例应用的一次探索和实践。
      履带板结构复杂，绘制工作量大，利用ANSYS实体建模技术效率不高，因此先在SolidWorks中进行建模，再导人ANSYS中。实体建模的结果如图所示。选择Solid45单元类型，并定义材料属性：弹性模量E=170GPa，泊松比u=0.33。网格划分结工作时履带板主要承受2种载荷：履带销对履带板的拉力和负重轮对履带板的压力。为使问题简化，在此仅考虑履带板受拉的情况。假设履带板所受拉力为90kN，销孔长度分别为53mm和81mm。将载荷施加到三维实体中，结果如图所示。从图中可以看出，在销孔处所受的力并不是均匀的，而是从中间沿圆弧面向2边递减。局部放大的加载图如图所示。ANSYS执行求解命令，得到的等效应力二图如图所示，履刺局部的应力情况如图所示显然，最大应力出现在履刺的末端，达到590MPa，且履刺末端附近的应力水平普遍较高，远远高于履带板的其他部位。除履刺末端外的其他部位应力都很低，接近于0。
      履刺末端存在应力集中现象，应力水平最高，可能会出现断裂失效。在承载的销孔上主要为接触应力，从接触中心线向2边，应力沿其表面逐渐减小。履带板整体的平均应力水平不高，但不排除某些部位发生疲劳失效的可能性。履带板的材料一般为铸钢ZGMnl3，线收缩率大，导热性差，铸造过程中容易产生内应力和疏松等缺陷，将成为履带板疲劳断裂的内因。实际工程中，履带板常常受到地面磨损而损坏，可从材料方面考虑选用新型铸钢，如ZGMn8CrMo，其生产成本与ZGMn13相当，但耐磨性为其1.3倍，平均使用寿命为其2.8倍。

                                                                                  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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