挖掘機動臂
關注創建者：匿名 創建時間：2021-10-08
挖掘機動臂的視頻教程
ansys workbench 挖掘機大臂力學分析:操作細致，視頻沒有聲音，提供附件(需購買)
ansys workbench 挖掘機大臂力學分析，模型較為復雜，附模型；視頻沒有聲音，但是操作較為詳細，可以學會。
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挖掘機動臂的實例教程
基于SolidThinking Inspire的挖掘機動臂連接器拓撲優化.docx
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基于solidThinking Inspire的挖掘機
動臂連接器拓撲優化
史曉寧
摘 要：建立某款挖掘機動臂連接器有限元分析模型，運用SolidThinking Inspire對其進行求解分析，獲得應力云圖并找出危險區域；對結構進行拓撲優化，達到減重目標,對產品設計具有重要指導意義。
關鍵詞: solidThinking 挖掘機 拓撲優化
1、概述
solidThinking是面向設計人員的優化仿真平臺。其拓撲優化工具Inspire操作便捷，流程清晰，界面簡潔，易學易用，能夠幫助設計人員快速獲得滿足性能且輕量化的結構，非常適合產品概念設計階段對產品進行優化提升。
某款小型挖掘機裝配有動臂連接器。連接器是一種針對專門機型的工作需求而設計制造工程機械連接裝置，一般采用鑄造工藝制造。起到連接挖掘機動臂、車架，傳遞負載及自由度的作用。因此必須保證動臂連接器在嚴苛工況下剛度、強度等可靠性要求。
當前，拓撲優化技術大量應用到產品設計流程中，實現產品在設計階段的強度及輕量化需求。本文以動臂連接器為分析對象，運用solidThinking Inspire工具，以Density密度法為理論依據進行拓撲優化[1]，并對改進結構進行強度分析，結果表明優化結構較原結構應力水平一致且質量大幅減輕。
2、結構強度分析
2.1建立模型
加載模型
圖示為連接器毛坯外形，優化前首先對結構進行強度分析，根據結果定義優化設計要素。
展開 -END-
主要分析鏟車大臂和鏟斗強度。
卡特彼勒工程機械分析
拖拉機前軸支撐件優化設計，Eicher 24馬力拖拉機前軸支撐件優化目標：
-減重
-簡化制造
-降低失效
天津建筑機械廠液壓挖掘機動臂結構分析
針對液壓挖掘機在使用過程中給出現的動臂斷裂問題，利用MSC PAtran和Nastran進行結構分析，根據分析結果，對結構提出優化改進方案，降低斷裂區域的應力水平，使挖掘機動臂滿足安全要求。
有限元模型圖
原始方案動臂整體及局部應力云圖
改進后整體和局部應力云圖
太原重型機械集團大型礦用挖掘機鏟斗結構特性分析
作為挖掘機上部工作裝置的主要部件之一，鏟斗直接切削、裝運和卸除物料，在挖掘過程中不僅直接受到沖擊和振動的作用，而且受到劇烈的磨損。鏟斗強度、剛度、耐磨性能及力學特性如何直接影響到挖掘機的工作可靠性和使用壽命。本文選擇幾種典型工況，應用MSC·MARC有限元分析程序對某大型礦用挖掘機鏟斗進行了有限元靜力計算分析，對鏟斗的力學特性有了一定的了解。期望能更好地了解礦用挖掘機鏟斗的結構特性，優化鏟斗結構，為同類型鏟斗設計提供理論依據。
鏟斗幾何模型圖
鏟斗有限元模型圖
開始挖掘時鏟斗應力和位移云圖
斗桿全部深處時鏟斗的應力和變形云圖
華強科技文化集團
分析需求
1、移動舞臺提升至最高位置，移動舞臺橫軸中心離地面25米處。
1）臺面水平，框架結構剛度、強度、穩定性。（重力+臺面外載）
2）臺面翻轉至垂直，框架結構剛度、強度、穩定性。（重力+臺面外載）
3）臺面水平，側向載荷。框架結構剛度、強度、穩定性。
2、移動舞臺提升至中間位置，移動舞臺橫軸中心離地面13米處。
-分析內容和工況同內容1。
3、移動舞臺強度和剛度分析
1）臺面水平，重力+外載。
展開 圖16 斗桿質心速度曲線
07
總結
本案例為工程機械領域機械機構運動仿真，模擬挖掘機挖掘、卸載及復位整個循環過程的運動動作，為挖掘機機構設計及液壓缸參數設計提供依據，驗證了INTESIM-FMBD軟件處理復雜工程機械多體動力學仿真能力。后續，我們將在挖掘機全剛體模型的基礎上，對挖掘機動臂進行柔性化，進行基于INTESIM-FMBD軟件的剛柔耦合多體動力學仿真，分析挖掘機動臂動態應力變化。另外，通過我方軟件提供的控制模型接口，可以進一步實現虛擬樣機下的動力學與控制聯合仿真。
文章來源：英特仿真INTESIM
展開 來源：正脈科工
1.問題的描述
如圖1給出了挖掘機機臂的三維模型，該模型由機臂和支撐銷軸組成。
圖1 挖掘機機臂的三維模型
2.模型的材料
機臂的材料為結構鋼，銷軸和機臂孔之間的摩擦系數為0.3。
3.邊界條件（工況）
如圖2所示給出了挖掘機機臂的載荷示意圖，F1=6E5N，erfa=15度，F2=5E5N，beita=10度，完全固定約束銷軸的外側面。
圖2 挖掘機機臂的載荷工況
4.計算結果
圖3 挖掘機機臂的總體變形云圖
圖4 挖掘機機臂的等效應力云圖
圖5 挖掘機機臂的安全系數云圖
圖6 挖掘機機臂的接觸壓力云圖
圖7 挖掘機機臂的壽命云圖
圖8 1E4次循環后的損傷云圖
展開 
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后續，我們將在挖掘機全剛體模型的基礎上，對挖掘機動臂進行柔性化，進行基于INTESIM-FMBD軟件的剛柔耦合多體動力學仿真，分析挖掘機動臂動態應力變化。另外，通過我方軟件提供的控制模型接口，可以進一步實現虛擬樣機下的動力學與控制聯合仿真。
文章來源：英特仿真INTESIM
本案例使用挖掘機臂裝配體來演示多體系統的瞬態動力學分析。
主要應用了下列技術和能力：
• 在建模中定義連接副，剛體部分和柔性體部分
• 減輕由于不合適的連接定義造成的過約束
• 使用模態綜合法（Component mode synthesis，CMS）表示柔性體
本例也對于下列兩種情況使用瞬態動力學分析：
1. 某些部分是柔性的
卡特彼勒工程機械分析
拖拉機前軸支撐件優化設計，Eicher 24馬力拖拉機前軸支撐件優化目標：
-減重
-簡化制造
-降低失效
天津建筑機械廠液壓挖掘機動臂結構分析
針對液壓挖掘機在使用過程中給出現的動臂斷裂問題，利用MSC PAtran和Nastran進行結構分析，根據分析結果，對結構提出優化改進方案，降低斷裂區域的應力水平，使挖掘機動臂滿足安全要求。
Part11. Ansys Mixed Wizard簡介
在ANSYS Workbench項目標簽頁和一個或多個支持腳本功能的目標應用程序中執行；
混合向導在Project標簽頁和目標應用程序中都提供了仿真向導，支持在目標應用中進行界面交互。
結合了項目向導和目標應用向導的功能，提供全流程的仿真流程的封裝與定制
-END-
［2］ 丁慶新，崔璨，丁祎，等．集成軟件平臺下的挖掘機動臂優化設計［J］．礦山機械，2014，42（1）：25－29．
［3］ 申軍立．機械式挖掘機工作裝置機構性能研究與優化設計平臺研發［D］．哈爾濱：吉林大學，2013．
［4］ 王振．某機械式挖掘機回轉平臺有限元分析及軟件系統開發［D］．沈陽：東北大學，2012．
來源：正脈科工
1.問題的描述
如圖1給出了挖掘機機臂的三維模型，該模型由機臂和支撐銷軸組成。
圖1 挖掘機機臂的三維模型
2.模型的材料
機臂的材料為結構鋼，銷軸和機臂孔之間的摩擦系數為0.3。
3.邊界條件（工況）
如圖2所示給出了挖掘機機臂的載荷示意圖，F1=6E5N，erfa=15度，F2=5E5N，beita=10度，完全固定約束銷軸的外側面。
基于SolidThinking Inspire的挖掘機動臂連接器拓撲優化.docx
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下面是對某挖掘機動臂進行減重優化設計的效果：
問題提出：對于挖掘機，動臂的機械性能關系到整機的工作能力，在保證動臂的機械性能的前提下，減少動臂的重量有助于降低生產成本，優化設計。
結構件往往都是板與塊焊接，
怎么把焊接件分成殼單元與實體單元混合體，
但找遍各種資料中就是沒有這樣典型模型的分網實例，
現做了這么樣一個模型boom（類似挖掘機、裝載機動臂)，
有prt,stp,igs,neu四種格式,
請各路專業高手制作一個分網教程，
這對于機械設計人員來說具有極大的現實意義。
謝謝！
boom.rar
模型由PROE4.0制作
