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鏟運機前機架是直接支撐工作機構鏟斗的部件，從鏟運機整車裝配圖可以看出，前機架的結構較為復雜，且工作環(huán)境較為惡劣，承受載荷情況較其他部件復雜，故其結構設計的可靠性對整機系統(tǒng)的重要性是不言而喻的，同時對煤礦開采的安全性也是極其重要的。
礦用鏟運機一般在有坡和凹坑等條件較差的不平整路面環(huán)境下工作，工作時前機架各結構承受載荷波動較大，加之鏟裝物料重量偏差較大，機架受到的突變載荷較大，嚴重時可能會導致機架某些構件變形、甚至斷裂的事故，這就要求鏟運機前機架各零部件具有足夠的強度和剛度，以滿足煤礦井下惡劣的工作環(huán)境，提高鏟運機的可靠性。為保證前機架具有足夠的強度和剛度，使其具有較高的可靠性，故對該型號鏟運機前機架進行必要的強度分析。
運用動力學仿真，提取前機架與各部件作用載荷，通過有限元法對前機架進行靜力學分析。利用ANSYS有限元分析理論和方法，完成對該型膠輪礦用鏟運機前機架的有限元分析，得出各部分的von Mises應力，并將其作為前機架強度分析的參考值，與極限應力進行比較，從而準確得出前機架的危險部位，進而加以改進，然后完成前車架結構的優(yōu)化設計，為后續(xù)該型號鏟運機的設計提供有力的理論依據。
應用Pro/E軟件建立前機架分析模型對前機架進行有限元分析，首先需要建立其三維分析模型。本研究采用三維CAD設計軟件Pro/E實現(xiàn)對前機架分析模型的建立，模型如圖所示。機架分析模型建立的好壞直接關系到有限元分析結果的精確性，因此前機架分析模型的建立充分利用了Pro/E軟件三維實體建模的優(yōu)勢。該模型略去了某些局部非承載結構件，對某些作用相同的零部件適當合并，較為合理地對機架進行了簡化。該機架采用薄壁殼體的焊接結構，由鏟斗連接板、頂板、底板、橋支撐側板、連接板、回轉盤、鎖緊桿座、支撐肋板、連接肋板等構件組成了整個車架、前機架分析載荷的處理前機架分析載荷是通過對整車2種條件下的動態(tài)虛擬仿真獲得的，即在空載和滿載(10t)的情況下，通過ADAMS/view模塊對鏟運機動態(tài)仿真，通過其后處理模塊繪制前機架與鏟斗、前機架與后機架各關鍵鉸接處鉸接約束副的受力圖。通過比較整車空載和滿載情況下的受力圖，最終得出前機架與鏟斗、前機架與后機架各鉸接處鉸接約束副的最大受力，即前機架分析載荷。
專業(yè)從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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