CATIA在矿用装载机动臂有限元分析中的应用优化

本文主要探讨了基于CATIA的矿用防爆装载机动臂的有限元分析方法。首先，作者以XT810小型矿用装载机为例，在ADAMS软件中构建了装载机的工作装置模型，进行了动力学分析，特别关注了铲斗在最大深度插入并同时进行转斗操作的典型工况，这一工况下，动臂铰接点承受的载荷是关键的关注点。在计算中，作者考虑了插入阻力和铲取阻力的最大值，分别根据机器的空载重量、轮胎与地面的附着力以及额定载重量来确定。 接着，作者将这些分析结果导入CATIA，利用其三维建模功能，构建了动臂的精确模型。在静力学有限元分析中，作者着重寻找动臂的应力集中区域，这些区域通常是潜在的失效点。通过对这些区域的修改，目的是优化动臂的受力分布，从而提升装载机整体性能和安全性。 在有限元分析过程中，模型简化处理了对称工况下的动臂受力，通过输入零部件的结构尺寸和铰接点坐标，设置了铰接约束，并施加了相应的力和油缸运动函数。例如，动臂和摇臂油缸、动臂油缸的运动规律，以及插入力和掘起力的时间依赖函数都被精心设定，以模拟真实的工作流程。 最后，本文的核心技术在于将ADAMS的动力学分析与CATIA的三维设计和有限元分析相结合，实现了对矿用防爆装载机动臂受力状态的深入理解和优化，这对于提升装载机在复杂工况下的稳定性和耐用性具有重要意义。整个过程展示了现代CAD/CAE工具在机械工程领域的应用价值，特别是在矿用设备的设计和安全评估中。