有限元法特點(diǎn)及其在液壓機(jī)械中的應(yīng)用

本文對(duì)有限元法的應(yīng)用領(lǐng)域、基本思想、計(jì)算優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了具體的闡述。又以液壓挖掘液壓挖掘機(jī)大臂的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行了分析。的單元來(lái)表示復(fù)雜的對(duì)象，單元之間通過(guò)有限個(gè)節(jié)點(diǎn)相互連接，然后根據(jù)變形協(xié)調(diào)條FiniteElementMethod)。有限元法是最重要的工程分析技術(shù)之一。它廣泛應(yīng)用于來(lái)的新的數(shù)值計(jì)算方法，是計(jì)算機(jī)時(shí)代的產(chǎn)物。雖然有限元的概念早在40年代就有業(yè)、機(jī)電、化工、建筑、海洋等工業(yè)，是機(jī)械產(chǎn)品動(dòng)、靜、熱特性分析的重要手段。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后利用有限元軟件進(jìn)行分析已經(jīng)是很常見(jiàn)的情形了。的優(yōu)點(diǎn)1、在固體力學(xué)及其它連續(xù)體力學(xué)中，只有一些特殊的位移場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)才能求得。對(duì)編制通用的有限元程序帶來(lái)了莫大的簡(jiǎn)化。4、有限元計(jì)算在正確建模的基礎(chǔ)上，不僅可以得到較準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果，而且目前途徑，現(xiàn)在從汽車到航天飛機(jī)幾乎所有的設(shè)計(jì)制造都已離不開有限元分析計(jì)算，主要 (1)增加產(chǎn)品和工程的可靠性； (2)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題； (3)經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，降低原材料成本； (4)縮短產(chǎn)品投向市場(chǎng)的時(shí)間；三、有限元法的基本思想有限元法的基本思想是將連續(xù)的求解區(qū)域離散為一組有限個(gè)且按一定方式相互聯(lián)下基本步驟： 有限個(gè)分區(qū)或分塊的集合體。 了單元性質(zhì)后，可以很方便地利用幾何方程和物理方程求得單元的應(yīng)變和應(yīng)力。 通過(guò)和原問(wèn)題數(shù)學(xué)模型(基本方程和邊界條件)等效的變分原理或加權(quán)余量法，元法求解程序的內(nèi)部過(guò)程如圖所示。路、水利、構(gòu)強(qiáng)度直接影響到挖掘機(jī)的可靠性和工作性能。為了實(shí)現(xiàn)等強(qiáng)度設(shè)計(jì)及對(duì)危險(xiǎn)截面和 (1)定義單元類型 (2)建立幾何模型 (3)網(wǎng)格劃分格劃分結(jié)果：?jiǎn)卧獢?shù)132986,節(jié)點(diǎn)數(shù)43179。2、約束及載荷的施加 (1)約束的施加為了消除總剛度矩陣的奇異性，必須消除動(dòng)臂模型的剛體位移，可以對(duì)某些節(jié)點(diǎn)將動(dòng)臂鉸點(diǎn)作為工作裝置的支點(diǎn)，把液壓缸作用力作為載荷加在動(dòng)臂上。動(dòng)臂和斗桿 2)載荷的施加對(duì)于動(dòng)臂來(lái)說(shuō)，在斗桿挖掘工況下，斗桿油缸作用力臂最大，此時(shí)，油缸推力的600N。其它力的大小可根據(jù)力矩平衡原理及力平衡原理求得。先以斗桿和鏟斗為研究對(duì)象，對(duì)斗桿與動(dòng)臂的鉸支座孔中心取矩，由力矩平衡原理可以求出斗桿的最大挖掘A理可以求出動(dòng)臂油缸的作用力為27750IN;最后再以斗桿和鏟斗為研究對(duì)象，由力平衡原理，可以求出動(dòng)臂與斗桿鉸點(diǎn)處力為1453、有限元分析 (1)強(qiáng)度和剛度分析SOtwJl*f'12*7I5J7JZ":Ho"<(ilJ5772*_S001'?：Jfr.4?計(jì)算結(jié)果分析：由上圖可以看出，在該危險(xiǎn)工況下，應(yīng)力最大值發(fā)生在動(dòng)臂與動(dòng)近。實(shí)際工作中，動(dòng)臂的破壞也往往在此位置，說(shuō)明此位置的強(qiáng)度和焊接工藝有待改綜上所述，通過(guò)對(duì)液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂的有限元分析表明，該液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂的薄弱環(huán)節(jié)主要在動(dòng)臂與動(dòng)臂油缸相連接的軸套處、斗桿油缸支座處及動(dòng)臂端套附近護(hù)板處。