矿用自卸车在矿山中承担着绝大多数的矿石运输任务。由于载重量大再加上矿区复杂路况,导致矿用自卸车车架时常发生破坏现象。某型220t矿用自卸车在使用不足一万小时就出现了车架部位开裂的现象,致使矿车出现极大的安全隐患。由于矿用自卸车在研制和开发过程中,成本和周期都较长,而且考虑现有的条件,目前主要考虑使用虚拟仿真技术来研究车辆的动力学和结构强度以及模态分析。考虑材料缺陷的因素本文使用了SDS1000KN电液伺服疲劳试验机做疲劳试验和利用金相试验来研究材料的微观组织。主要研究内容和步骤如下:(1)首先建立整车和路面的简化三维模型,并导入动力学软件ADAMS中建立整车的虚拟样机模型进行矿用自卸车动力学分析。整车动力学分析的目的是确定各种极限工况下整车各运动部件之间的动态力学特性,找出车辆在行驶过程中受载较大的部位,为整车及其部件的有限元分析提供准确的、动态的输入条件,提高有限元分析结果的可信度。(2)通过有限元软件ANSYS Workbench,对该车在满载静置、举升和转弯的极限恶劣工况进行强度计算,研究车架是否满足静强度要求。还对车架结构进行模态分析,通过模态分析可以直观了解振动对车架的影响程度,车架结构振动特性决定了其对于其他各种动力载荷的响应情况。(3)通过SDS1000KN电液伺服疲劳试验机得到6组HG70钢材试样的疲劳寿命。在疲劳试验过程中发现疲劳断口集中在焊缝旁2~3cm处,而不是焊缝开裂,考虑由于焊接工艺存在问题,导致出现焊接回火区使钢材出现软化,所以通过金相试验研究确实存在焊接的回火区,并提出具体焊接工艺的改进建议。车架的强度、刚度、设计缺陷、材料缺陷都是导致车架出现破坏现象的原因。车架结构在交变载荷或冲击载荷下极易发生疲劳强度失效,因此研究极限工况下车架的应力水平,明确应力危险部位,对于整车的设计验证非常重要。