新型农用起重机车架结构的设计与力学分析

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作者 周从虎 《南方农机》 2025年第15期121-123,共3页

【目的】解决传统农用起重机车架在实际作业中存在的承载能力不足、结构稳定性差等问题,提高农用起重机的作业效率和使用寿命。【方法】设计了一种新型农用起重机车架结构。新车架采用变截面箱型梁结构设计,主纵梁中部加高提供更大惯性... 【目的】解决传统农用起重机车架在实际作业中存在的承载能力不足、结构稳定性差等问题,提高农用起重机的作业效率和使用寿命。【方法】设计了一种新型农用起重机车架结构。新车架采用变截面箱型梁结构设计,主纵梁中部加高提供更大惯性矩,横梁采用工字型结构并在应力集中区域增设加强筋板,在前悬架安装区域设计可调式支撑结构提高整机稳定性。采用有限元分析方法对车架进行静力学和动力学仿真分析,获得了车架在各工况下的应力分布和变形规律,并进行了实车试验以及拓扑优化和尺寸优化。【结果】1)新型车架在最不利工况下的最大应力为235 MPa,低于材料屈服强度的70%,位移最大值为2.8 mm,满足设计强度和刚度要求;2)在动态载荷作用下,车架一阶固有频率为18.6 Hz,有效避开了发动机激振频率(8~15 Hz)和行驶颠簸频率(2~5 Hz)的共振区;3)经过4 000 h加速寿命试验,疲劳寿命预测超过12年使用周期,满足10年设计寿命要求;4)通过拓扑优化和尺寸优化设计,优化后的车架结构质量从876 kg减轻到600 kg,减重31.5%,制造成本降低25.7%,制造工时减少18.6%。【结论】该新型农用起重机车架结构在保证承载能力和使用可靠性的同时,实现了轻量化设计,显著提升了经济性,具有良好的工程应用价值,对推动农业机械化发展具有重要意义。 展开更多

关键词 农用起重机 车架结构 有限元分析 疲劳寿命 结构优化

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农用机械设备底盘车架结构轻量化设计研究 被引量：4

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作者 苗敬 《南方农机》 2024年第8期156-157,183,共3页

我国作为一个农业大国,要注重农用机械设备的设计与优化,改善农用机械设备的综合性能。实践证明,通过对农用机械设备底盘车架结构进行轻量化设计,在保证使用功能与强度的前提下,有助于降低农用机械设备能耗,提高设备使用的灵活性、稳定... 我国作为一个农业大国,要注重农用机械设备的设计与优化,改善农用机械设备的综合性能。实践证明,通过对农用机械设备底盘车架结构进行轻量化设计,在保证使用功能与强度的前提下,有助于降低农用机械设备能耗,提高设备使用的灵活性、稳定性与舒适性。基于此,从拓扑优化、CAE轻量化设计优化、CAE轻量化设计环境三方面入手,对底盘车架结构进行轻量化改进,仿真结果显示,优化后底盘车架结构的最大应力值与最大变形量均变小,能够满足轻量化改进目标。 展开更多

关键词 农用机械设备 底盘车架结构 轻量化设计

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山地果园轮式运输机车架结构分析与优化 被引量：64

3

作者 吴伟斌 廖劲威 +3 位作者 洪添胜 朱余清 冯运琳 支磊 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期39-47,共9页

山地果园运输机是农业运输机械化的重要组成部分,车架作为汽车质量的支撑部件,决定了运输机结构合理及行驶安全。该文研究的山地果园轻简化轮式运输机车架属于发动机前置后驱形式,利用Pro/E软件建立三维模型,并导入ANSYS软件进行有限元... 山地果园运输机是农业运输机械化的重要组成部分,车架作为汽车质量的支撑部件,决定了运输机结构合理及行驶安全。该文研究的山地果园轻简化轮式运输机车架属于发动机前置后驱形式,利用Pro/E软件建立三维模型,并导入ANSYS软件进行有限元模态分析。在通过静态电测试验确定有限元分析的应力值和试验真实应力值在合理范围内后,对车架模型关键部位进行载荷、约束等处理并进行有限元静态弯曲和应变力分析、车架有限元模态分析,及有限元前8阶模态振动变形分析。分析结果表明车架具备良好的强度和刚度特性,存在一定的优化空间。优化过程在满足车架强度和刚度要求的前提下,通过改变横梁布置结构并降低车架构件板厚的方式实现轻简化目的。优化结果为上车架体积减少20%左右,整个车架体积减少12.37%左右,使车架质量降低了12.4%,最大应力和最大变形远远小于屈服极限值,较好的达到了车架轻量化的优化目的。 展开更多

关键词 结构分析 机械化 优化 山地果园 运输机 车架结构优化

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矿用车车架结构的静动态多目标拓扑优化 被引量：31

4

作者 臧晓蕾 谷正气 +3 位作者 米承继 伍文广 蒋金星 王玉涛 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期566-570,592,共6页

为了实现行驶工况极为恶劣的矿用车的车架结构的静动态多目标拓扑优化,以静态多工况下刚度和动态多个低阶频率为目标函数,提出了一种车架多目标拓扑优化方法。基于变密度法建立车架结构拓扑优化模型,采用折衷规划法确定多工况刚度拓扑... 为了实现行驶工况极为恶劣的矿用车的车架结构的静动态多目标拓扑优化,以静态多工况下刚度和动态多个低阶频率为目标函数,提出了一种车架多目标拓扑优化方法。基于变密度法建立车架结构拓扑优化模型,采用折衷规划法确定多工况刚度拓扑优化目标函数,以平均频率法确定振动频率目标函数,并利用层次分析法选定子目标权重。优化结果显示车架的刚度和固有频率均有提高。对优化后的新车架和原车架进行疲劳寿命的对比分析,结果表明:采用多目标拓扑优化后车架的疲劳寿命明显提高,改善了车架的使用性能。 展开更多

关键词 车架结构 变密度法 层次分析 多目标拓扑优化

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某型载货车车架结构轻量化设计 被引量：67

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作者 桂良进 周长路 范子杰 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期403-406,共4页

建立了某型载货车车架结构的应力分析有限元模型 ,计算了多种工况下车架结构的应力分布并以已有的试验结果进行验证。在此基础上 ,提出该车架结构的轻量化设计方案 ,并进行了改进设计后车架结构的强度分析 。

关键词 载货汽车 车架结构 应力分析 有限元模型 轻量化 设计 强度

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全地形车车架结构灵敏度分析及轻量化设计 被引量：13

6

作者 陈旭 钱益明 +1 位作者 田云强 徐中明 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期91-97,共7页

为了快速有效地降低某全地形车生产成本,利用有限元前处理软件HyperMesh建立了某全地形车车架结构的有限元模型,运用Optistruct求解器计算其自由模态并与已有的试验结果进行对比,验证了该模型的正确性。通过Optistruct分析车架在多种工... 为了快速有效地降低某全地形车生产成本,利用有限元前处理软件HyperMesh建立了某全地形车车架结构的有限元模型,运用Optistruct求解器计算其自由模态并与已有的试验结果进行对比,验证了该模型的正确性。通过Optistruct分析车架在多种工况下的应力分布和变形情况,计算其疲劳寿命并进行灵敏度分析,提出该车架结构轻量化方案,并分析优化后车架结构强度及疲劳寿命,证明了此轻量化方案具有一定的有效性。轻量化车架结构减轻了6.606 3kg,表明通过灵敏度分析能够提高结构优化效率以及轻量化效果。 展开更多

关键词 全地形车 模态 车架结构 轻量化

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集装箱半挂车车架结构拓扑优化设计 被引量：28

7

作者 石琴 姚成 马恒永 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期10-12,17,共4页

用 ANSYS软件对某集装箱半挂车车架进行了结构拓扑优化设计。探讨了拓扑优化设计过程中 ,基本结构建立、优化过程控制及优化结果分析与应用等问题 ,分析了 ANSYS软件中有关拓扑优化函数的应用方法。实现了拓扑优化方法在汽车结构的初始... 用 ANSYS软件对某集装箱半挂车车架进行了结构拓扑优化设计。探讨了拓扑优化设计过程中 ,基本结构建立、优化过程控制及优化结果分析与应用等问题 ,分析了 ANSYS软件中有关拓扑优化函数的应用方法。实现了拓扑优化方法在汽车结构的初始设计过程中的应用。 展开更多

关键词 集装箱半挂车 车架结构 拓扑优化设计 汽车结构 ANSYS软件 基本结构 设计过程 结构拓扑优化 程控

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摩托车车架结构动力优化设计 被引量：9

8

作者 黄剑鸣 雷刚 陈松 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2010年第1期119-122,127,共5页

应用MSC.Nastran对某型摩托车车架结构的动态特性进行研究,将其计算结果与试验模态分析结果做比较,验证车架有限元模型的准确性。然后从引起摩托车振动的两个根源(路面激励和发动机激励)出发,着重从发动机激励方面考虑,通过对车架结构... 应用MSC.Nastran对某型摩托车车架结构的动态特性进行研究,将其计算结果与试验模态分析结果做比较,验证车架有限元模型的准确性。然后从引起摩托车振动的两个根源(路面激励和发动机激励)出发,着重从发动机激励方面考虑,通过对车架结构进行动力优化设计,有效地避免了摩托车常用工况下车架前几阶固有频率与发动机的一、二阶惯性力频率一致引起的摩托车共振问题,从而改善摩托车的动态特性,提高摩托车的乘坐舒适性和耐久性。 展开更多

关键词 摩托车 车架结构 有限元 模态分析 动力优化设计

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水泥罐式汽车的罐体及车架结构的有限元分析 被引量：5

9

作者 赵韩 钱德猛 +1 位作者 马恒永 张贵兵 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期111-114,共4页

简要叙述了某型气卸散装水泥罐式车的特点,建立了罐体的有限元模型,利用有限元法计算得到了 罐体结构的位移场、应力场,找到了结构的薄弱环节,提出了改进建议,并且从电测试验上进一步验证了有限元模 型及其分析结果的正确性。

关键词 车架结构 罐体结构 水泥罐 汽车 有限元模型 有限元分析 位移场 散装水泥 薄弱环节 改进建议

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微客车架结构抗撞性能的分析与优化研究 被引量：5

10

作者 赵婷婷 王军杰 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第6期73-75,共3页

通过有限元分析软件LS-DYNA进行碰撞仿真分析,研究了某新开发的微型客车的100%正面碰撞性能。根据相应的国家正碰法规CMVDR294和GB 11551-2003对仿真结果进行评价,发现正碰仿真中车架变形量、车门框变形量以及前壁板入侵量过大,不满足... 通过有限元分析软件LS-DYNA进行碰撞仿真分析,研究了某新开发的微型客车的100%正面碰撞性能。根据相应的国家正碰法规CMVDR294和GB 11551-2003对仿真结果进行评价,发现正碰仿真中车架变形量、车门框变形量以及前壁板入侵量过大,不满足设计要求。针对上述问题,结合车身具体结构特性提出了车架结构优化方案。采用仿真技术进行优化方案的筛选和验证。验证结果表明优化方案有效地提高了车身、车架结构的抗撞性能。为此类微型客车正面碰撞性能的分析与优化提供方法和理论基础。 展开更多

关键词 微型客车 正面碰撞 CAE 车架结构优化

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FSAE赛车车架结构优化和轻量化 被引量：26

11

作者 周永光 阳林 +1 位作者 吴发亮 邓仲卿 《农业装备与车辆工程》 2012年第11期37-41,共5页

车架是赛车的安装载体,所占赛车整备质量百分比很大。本文首先建立广东工业大学第一届FSAE赛车车架的三维几何模型;然后将几何模型导入到有限元软件中,建立了车架的有限元模型,对车架进行了静态受力分析和模态分析,根据仿真分析结果进... 车架是赛车的安装载体,所占赛车整备质量百分比很大。本文首先建立广东工业大学第一届FSAE赛车车架的三维几何模型;然后将几何模型导入到有限元软件中,建立了车架的有限元模型,对车架进行了静态受力分析和模态分析,根据仿真分析结果进行结构优化和轻量化设计,最后确定我校第二届FSAE赛车车架,实现车架减轻重量8.4kg。因此,结构优化和轻量化对赛车设计制造有重要意义。 展开更多

关键词 大学生方程式赛车 车架结构优化 有限元 轻量化设计

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汽车起重机车架结构有限元分析 被引量：10

12

作者 张强 林博 张宗山 《机械设计》 CSCD 北大核心 2011年第9期56-58,共3页

详细分析了某型号汽车起重机车架结构在实际应用中的受力情况,用有限元方法分析计算了两种典型工况下车架结构的刚度和强度,通过分析受力最恶劣的工况之一,证明该型号车架结构的设计基本上满足要求。最后,给出了进一步改进车架结构设计... 详细分析了某型号汽车起重机车架结构在实际应用中的受力情况,用有限元方法分析计算了两种典型工况下车架结构的刚度和强度,通过分析受力最恶劣的工况之一,证明该型号车架结构的设计基本上满足要求。最后,给出了进一步改进车架结构设计的建议。 展开更多

关键词 汽车起重机 车架结构 有限元分析

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双箭JS905农用运输车车架结构设计

13

作者 张怀俊 韩美龙 王新才 《拖拉机与农用运输车》 1996年第1期18-20,共3页

双箭JS905农用运输车是清江拖拉机制造厂于1994年5月到1995年6月开发设计的一种小型农用运输车.在开发设计工作中,设计人员根据设计要求。

关键词 农用运输车 车架结构 设计

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汽车副车架强度模态分析及结构优化 被引量：37

14

作者 王锐 苏小平 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第4期152-154,共3页

以某轿车副车架为研究对象,在CATIA、Hyper Works等软件中建立其有限元模型和多体动力学模型。对其结构进行强度分析和自由模态分析。分析结果表明,副车架强度符合使用要求,但该副车架的一阶模态频率与发动机激振频率较为接近从而可能... 以某轿车副车架为研究对象,在CATIA、Hyper Works等软件中建立其有限元模型和多体动力学模型。对其结构进行强度分析和自由模态分析。分析结果表明,副车架强度符合使用要求,但该副车架的一阶模态频率与发动机激振频率较为接近从而可能会产生共振现象。针对该问题,采用变密度拓扑优化方法,建立以平均频率法定义的目标函数,以体积分数和应力为约束的拓扑优化。优化结果表明,副车架的模态计算值与试验值误差非常小,其一阶模态频率提高17.3Hz,并且给出副车架材料最优分配图,优化后一阶模态频率可避开发动机激励频率频带,验证副车架结构有效性。 展开更多

关键词 副车架结构 强度分析 模态分析 拓扑优化

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挂车车架的焊接结构设计

15

作者 金桂华 王小凡 《汽车技术》 北大核心 1991年第11期39-43,共5页

介绍了挂车车架的结构特点、失效形式,并对失效原因进行分析,进而对挂车车架的焊接结构提出了行之有效的设计方案。

关键词 挂车 车架结构 焊接设计 受力分析 损坏形式

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农用车车架的结构分析与优化

16

作者 郭永祺 《农机使用与维修》 2019年第12期24-24,共1页

随着我国农业科技的发展,农业设施的完善,农用车也在积极地改良和精进,车架作为农业车整体车身结构的主要承载构成部分,对于车身整体的负载起着主要的承担作用。所以,车架的结构对于其车身整体的性能和用途有很大的影响,以农用车车架为... 随着我国农业科技的发展,农业设施的完善,农用车也在积极地改良和精进,车架作为农业车整体车身结构的主要承载构成部分,对于车身整体的负载起着主要的承担作用。所以,车架的结构对于其车身整体的性能和用途有很大的影响,以农用车车架为主要研究对象,建立有限元模型,从静态、模态和随机振动等方面进行分析,并进一步建立优化模型,对农用车车架的结构优化和改型设计提供参考。 展开更多

关键词 农用车 车架结构 模型分析 结构优化

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控制拖拉机焊接结构车架变形的措施

17

作者 应伟雄 郭振杰 《拖拉机与农用运输车》 北大核心 2005年第4期78-79,共2页

针对拖拉机焊接结构车架焊接的变形问题进行了综合分析,找出车架焊接变形的主要原因,提出采取分层、分部件焊接减少焊接热应力,增加约束和采取预变形手段控制变形量等措施,以达到控制和减少拖拉机焊接结构车架焊接变形的目的。

关键词 拖拉机 焊接结构车架 变形 控制措施 原因分析 残余应力

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汽车车架有限元分析模型的改进 被引量：10

18

作者 黄贵东 沈光烈 +1 位作者 黄昶春 韦志林 《机械设计》 CSCD 北大核心 2007年第12期54-56,共3页

为改进传统车架结构有限元分析中梁模型的缺陷,提出了一种用梁单元和用壳单元离散的节点单元新模型。在一次计算中能得到节点细部应力分布特征和梁截面设计所需要的截面内力。计算结果证明了新有限元模型理论上的正确性和对工程的实际... 为改进传统车架结构有限元分析中梁模型的缺陷,提出了一种用梁单元和用壳单元离散的节点单元新模型。在一次计算中能得到节点细部应力分布特征和梁截面设计所需要的截面内力。计算结果证明了新有限元模型理论上的正确性和对工程的实际意义。 展开更多

关键词 车架结构 有限元法 薄壁杆系

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观光车承载结构分析与测试 被引量：1

19

作者 张汉平 钟穗东 +2 位作者 王涛 谭毅平 杨志春 《科学技术与工程》 2010年第10期2565-2567,共3页

叙述某观光车结构有限元计算,分析车架结构承载在最不利工况下理论值,并对其做静载试验,研究车架结构的静态特性,为车架的优化设计提供科学的数据依据。

关键词 车架结构 有限元计算 静态特性

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基于Hyperworks的FSAE车架有限元分析及优化 被引量：4

20

作者 汪俊 马雷廷 《农业装备与车辆工程》 2014年第8期17-21,共5页

车架作为FSAE赛车的主要承载体,直接影响着赛车的加速、操控和安全性能,车架的强度与刚度在赛车的设计和制造中显得尤为重要。根据大学生方程式汽车大赛规则要求,在CATIA中建立车架的三维几何模型,然后将几何模型导入到Hypermesh中,建... 车架作为FSAE赛车的主要承载体,直接影响着赛车的加速、操控和安全性能,车架的强度与刚度在赛车的设计和制造中显得尤为重要。根据大学生方程式汽车大赛规则要求,在CATIA中建立车架的三维几何模型,然后将几何模型导入到Hypermesh中,建立车架的有限元模型。再利用Radioss进行弯曲、满载加速、满载转弯和扭转工况下的车架强度和刚度的分析。最后通过钢管尺寸优化等措施进行优化设计与分析,实现了车架减轻质量6 kg;通过结构优化,赛车的整体性能也得以提高。 展开更多

关键词 车架结构优化 强度 刚度 有限元分析

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