论文部分内容阅读
装载机作为重要的工程机械，被广泛应用于工程施工中，但装载机工作环境恶劣，工况多变，驾驶员必须在恶劣的环境下从事复杂而又频繁的操作，这就要求装载机具备舒适的驾驶室和良好的整机性能。本文首先以装载机驾驶室为研究对象，应用人机工程学理论指导装载机驾驶室的设计，利用仿真软件对设计的驾驶室舒适性进行校核。并利用有限元方法对驾驶室的安全性进行分析，使所设计的驾驶室既舒适又安全。结果表明所设计的驾驶室舒适性良好、安全性高。其次，本文以装载机车架结构为研究对象，利用有限元方法对整机结构件进行有限元分析，研究整机结构件的强度和刚度问题，针对有缺陷的结构进行优化。然后对整机结构进行轻量化设计，并从结构强度和整机稳定性方面对轻量化设计进行校核。结果表明整机质量减少100kg时，装载机仍具有足够的强度和刚度，轻量化目标实现。本文主要研究内容如下: 1.介绍人机工程学相关理论，驾驶室布置的方法和工具，并对驾驶室中的方向盘、踏板、仪表板、操纵杆进行布置，对驾驶室视野进行分析，同时利用CATIA软件中的人机工程模块对所设计驾驶室进行操作舒适性校核和视野舒适性校核。 2.对装载机驾驶室ROPS&FOPS结构进行优化设计，根据国外工程机械安全标准，采用有限元方法对所设计的ROPS&FOPS结构进行最小垂直承载能力、最小纵向承载能力、最小侧向承载能力、最小能量吸收能力和抗击穿性能进行仿真实验。 3.在Altair HyperMesh软件中建立装载机整机结构的有限元模型，利用ANSYS软件，在最大牵引力铲入、最大掘起力崛起和铲入崛起联合工况下，对装载机结构强度和刚度进行分析，针对结构存在缺陷的构件进行局部优化。 4.根据整机结构件有限元分析和优化结果，利用Altair OptiStruct软件的尺寸优化方法对整机进行轻量化研究，并对优化后的整机结构件进行校核。 5.研究优化前后的装载机整机稳定性，包括装载机在转向、不转向、横向和纵向坡道上的稳定度分析，并研究装载机转向时的侧滑和侧翻稳定条件。