1、隨著煤炭以及非金屬開采行業(yè)日益發(fā)展，礦用自卸車的市場需求率不斷增大，礦用自卸車的車架承擔(dān)著動力總成、駕駛室、車廂、貨物、油箱等主要重量，又因其使用的場所和路況極為惡劣，使得車架結(jié)構(gòu)在自卸車設(shè)計中尤為關(guān)鍵,某款礦用自卸車車架在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)縱梁與橫梁連接處開裂情況，本文針對該款車架進行有限元分析及優(yōu)化設(shè)計。
　　根據(jù)原車架二維圖紙，利用三維軟件SolidWorks建立原車架三維模型，利用有限元仿真軟件Ansys Workbenc

2、h對原車架進行前處理，對原車架模型進行簡化，定義其材料特性，按照車架結(jié)構(gòu)特點劃分網(wǎng)格，對原車架進行彎曲工況、彎扭工況、過減速帶工況、制動工況的分析，通過穩(wěn)態(tài)力學(xué)分析結(jié)果，找出原車架縱梁與橫梁連接處易斷裂的原因。
　　提出新車架方案并建立新車架模型，對其進行穩(wěn)態(tài)靜力學(xué)分析，在穩(wěn)態(tài)靜力學(xué)分析中，使用的工況與原車架相同，加載的載荷也與原車架相同。分析結(jié)果顯示，原車架在彎扭工況中縱梁與橫梁連接處的最大應(yīng)力為241.77MPa，已經(jīng)超過了材

3、料的許用強度240Mpa，而新車架對該處結(jié)構(gòu)進行改進后，該處的在該工況下的最大應(yīng)力為156.66MPa，滿足材料應(yīng)力要求。在結(jié)構(gòu)的剛度方面，新車架的剛度表現(xiàn)較原車架也有明顯提升。通過穩(wěn)態(tài)動力學(xué)分析可以看出，新車架在受力方面確實優(yōu)于原車架。
　　對車架進行模態(tài)分析，得出原車架與新車架在自由狀態(tài)下的固有頻率和振型特征，并將其固有頻率與車架在怠速行駛和正常行駛時的頻率進行對比，分析得出新車架與原車架的模態(tài)結(jié)果變化不大，局部的調(diào)整并不會對

4、整體的振動性能造成較大的影響。
　　對原車架及新架進行瞬態(tài)動力學(xué)分析，分析原車架和新車架在通過凸起時變形和應(yīng)力隨時間的變化情況，新車架在強度和剛度上較原車架均有提升，可見新車架結(jié)構(gòu)可以有效降低車架斷裂的風(fēng)險。
　　對新車架方案進行優(yōu)化設(shè)計，利用Solidworks與Ansys Workbench對新車架方案進行參數(shù)化建模，將新車架橫梁的內(nèi)外徑與加強板的內(nèi)徑作為設(shè)計變量，將車架的強度、剛度、質(zhì)量作為目標(biāo)變量。經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的車架