标题中的“偏载作用下侧卸式装载机铲斗臂的有限元分析”是指通过有限元方法对在非均匀或偏心负荷下工作的侧卸式装载机铲斗臂进行的结构强度和应力分布的研究。这种分析是为了解决在实际工况中,铲斗臂可能受到的不均匀载荷导致的变形、强度问题,以及找出潜在的结构弱点。
描述中提到,研究者利用Pro/E软件创建了装载机工作机构和铲斗臂的三维实体模型,并进行了工作机构的运动分析和受力分析,以确定在插入和铲装过程中铲斗臂所受的偏载。然后,他们运用ANSYS软件来获取在两种工况下的位移和应力分布情况,以评估铲斗臂的性能和安全性。
在研究中,发现铲斗臂在插入时的最大变形发生在销孔B处,达到4.9毫米,而在铲装时,销孔D处存在明显的应力集中,最大应力值为314 MPa,其安全系数仅为1.0987,这意味着在强度方面并不满足要求。因此,B和D处被认为是铲斗臂的薄弱环节。
针对这些问题,研究人员对铲斗臂进行了结构改进,并再次进行了有限元分析。经过改进后,铲斗臂的刚度提高了49%,强度提高了15%,安全系数提高了18%。这表明改进后的设计显著增强了铲斗臂的性能和耐用性,减少了潜在的失效风险。
关键词“侧卸式装载机”指的是装载机的一种类型,其特点是通过侧向卸载物料;“铲斗臂”是装载机的主要工作部件,用于铲取和搬运物料;“强度”是结构材料承受载荷而不发生破坏的能力;“有限元”是一种数值计算方法,常用于解决复杂的工程力学问题;“应力分布”是指材料内部因受力而产生的应力状态在各部位的分布情况。
这篇论文深入探讨了侧卸式装载机在偏载条件下的铲斗臂性能,利用先进的计算机辅助设计和分析工具,发现了结构弱点并提出了有效的改进方案,为装载机的设计和优化提供了重要的理论依据。