【摘 要】
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在挖掘机行业原材料价格飙升、竞争日趋白热化的残酷现状下，为降低挖掘机工作装置质量和整机能耗，以某型21 t级挖掘机动臂为研究对象，将CROE软件中创建的三维模型导入有限元分析软件，去除不影响分析结果的细小结构，提升划分网格的质量，将形状规则的板类零件划分成六面体单元，结构较复杂的前、中、后支承支座划分成四面体单元，建立数学分析模型；在挖掘机最大负载典型工况下，分解计算各铰点受力；在有限元模型中以r
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在挖掘机行业原材料价格飙升、竞争日趋白热化的残酷现状下，为降低挖掘机工作装置质量和整机能耗，以某型21 t级挖掘机动臂为研究对象，将CROE软件中创建的三维模型导入有限元分析软件，去除不影响分析结果的细小结构，提升划分网格的质量，将形状规则的板类零件划分成六面体单元，结构较复杂的前、中、后支承支座划分成四面体单元，建立数学分析模型；在挖掘机最大负载典型工况下，分解计算各铰点受力；在有限元模型中以remote force型式加载到相关位置，动臂根部采用fixed support加以固定约束，随后进行有限元分析。根据应力分布结果，在确保动臂结构强度前提下，优化斗杆油缸支座等高应力区局部结构，消减结构强度过剩低应力区域的相关板材厚度；对比轻量化设计前后强度，实现动臂质量减轻7%，最大应力降低8.8%，结构强度完全满足要求；轻量化前后整机进行油耗对标测试，轻量化后整机油耗降低了3%。将有限元分析和轻量化设计相融合，实现设计过程数据量化，避免设计缺陷，降低设计、制造成本。
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