拖拉机底盘零部件力边界条件的研究

摘要

随着国民经济健康快速的发展，农业机械化水平越来越高，拖拉机作为农机产品中的重要一员，需求量变得越来越大。目前东风农机有限公司正在设计大马力拖拉机，希望缩短设计时间、提高工作效率。在以往的拖拉机底盘有限元分析中，要求底盘的所有主要零部件完成建模后，组装成底盘组合件才能进行计算。这导致计算模型大、计算周期长。因此，在新品开发期间，为了使有限元分析能够跟上机体和后桥的设计周期，及时发现机体和后桥的设计缺陷并进行修改，确保拖拉机整体设计的顺利进行，本文对机体和后桥分别进行仿真分析，得到机体和后桥力边界条件的当量函数。
　　 本文主要内容包括:对底盘组合件有限元分析结果进行后处理，得到评价仿真分析结果的指标;对机体和后桥分别进行仿真分析;根据影响仿真分析力边界条件的因素，确定两种计算方案;推导并优化出机体和后桥力边界条件的当量函数。
　　 研究得到评价机体和后桥仿真分析的重要指标，包括接触面的应力分布、最大应力误差百分比、平均误差百分比及平面度等。另外，得到两个影响仿真时力边界条件的重要因素，即组合件分析时施加的集中力和仿真时集中力的施力位置。根据这两个因素，确定两种计算方案，进而推导并优化得到力边界条件与各个因素之间存在的函数关系，即机体和后桥仿真计算时力边界条件的当量函数。通过对力边界条件的当量函数进行误差分析，可以得出:拟合标准误差百分比在2％之内，决定系数在0.99与1之间。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 课题研究目的

1．3 国外拖拉机的发展现状与趋势

1．4 国内拖拉机的发展现状与趋势

1．5 本文研究的主要内容

第二章 基本理论及软件介绍

2．1 有限元理论基础

2．1．1 有限元法概述

2．1．2 有限元法的特点

2．1．3 有限元法的优越性

2．1．4 有限元法的基本步骤

2．2 收敛准则

2．3 优化设计的数学模型及工程优化设计

2．3．1 设计变量与设计空间

2．3．2 目标函数

2．3．3 约束条件

2．3．4 优化设计数学模型的一般形式

2．4 软件简介

第三章 拖拉机底盘组合件有限元分析前处理

3．1 单元选择

3．1．1 实体单元的选择

3．1．2 接触单元的选择与设置

3．1．3 螺栓预紧力单元的选择

3．2 建立模型

3．2．1 三维几何模型的建立

3．2．2 有限元模型

3．2．3 零件的材料特性

3．3 边界条件

3．3．1 试验时施加的边界条件

3．3．2 力边界条件

第四章 基于强度考虑的底盘组合件分析结果的后处理

4．1 接触面上压应力的数据采集

4．2 底盘接触面应力分布及平面度

4．2．1 接触面的应力分布

4．2．2 接触面的平面度

4．3 本章小结

第五章 机体和后桥的仿真分析

5．1 边界条件的确定方法

5．2 机体仿真分析及结果分析

5．2．1 机体仿真分析模型及边界条件

5．2．2 预紧工况的仿真分析

5．2．3 工作工况的仿真分析

5．3 后桥仿真分析及结果分析

5．3．1 后桥仿真分析模型及边界条件

5．3．2 预紧工况的仿真分析

5．3．3 工作工况的仿真分析

5．4 本章小结

第六章 机体和后桥力边界条件当量函数的研究

6．1 机体和后桥计算模型与方法说明

6．1．1 方法一(集中力改变)

6．1．2 方法二(位置改变)

6．2 机体仿真分析结果及误差分析

6．2．1 方法一(集中力改变)的计算结果

6．2．2 方法一(集中力改变)拟合函数误差估计

6．2．3 方法二(位置改变)的计算结果

6．2．4 方法二(位置改变)拟合函数误差估计

6．3 后桥仿真分析结果及误差分析

6．3．1 后桥仿真分析结果

6．3．2 拟合函数误差分析

6．4 本章小结

第七章 总结

7．1 全文总结

7．2 进一步工作展望

参考文献

致谢

硕士期间发表的论文