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压路机车架有限元分析及焊缝疲劳寿命预测
| 论文题名： | 压路机车架有限元分析及焊缝疲劳寿命预测 |
| 关键词： | 振动压路机;车架结构;制造工艺;焊缝;应力分布;疲劳寿命 |
| 摘要： | 基于工程实例和市场反馈，统计发现33吨振动压路机的车架在1×104小时内损坏较多，大部分出现在纵梁和底梁的连接处，焊缝疲劳损坏是影响其使用寿命的关键因素。针对该型号产品车架工作环境复杂，体积、自重、负载较大，振动轮的激振及转向油缸的交互作用，使其长期受到冲击和交变载荷，在此工况下，车架疲劳裂纹有可能在焊缝附近萌生。为提升车架使用寿命，需对车架及车架焊缝进行基于有限元分析的疲劳寿命预测。 传统的疲劳寿命预测，通常弱化残余应力的作用，得到的结果往往与实际情况有较大差距，失去了参考意义。为提升疲劳寿命预测的准确性和可靠性，并为后续设计及工艺改进提供参考，通过对压路机车架有限元分析建立了车架三维模型，进行网格划分等前处理、后处理，掌握了车架焊接残余应力分布和极值点，经过对实测值与仿真值的对比，发现两者间虽存在差异，但实测值与仿真值的趋势基本一致，验证了仿真模型的正确性。通过正交试验设计优化了焊接工艺参数，经工艺改进使得压路机车架弧形、线形角焊缝焊接残余应力得以均匀化，残余应力的大小和分布接近理想状态，减小了残余应力对后续疲劳寿命预测的影响。通过振动时效工艺，使得压路机车架残余应力平均水平下降60％。 对车架进行了静强度分析，通过对应力分布云图的分析找出了结构强度薄弱点，并为后续车架及焊缝疲劳寿命分析奠定基础。对比了空载和满载条件下车架的疲劳寿命，焊缝疲劳寿命的仿真结果与车架在使用过程中疲劳破坏的位置较为接近，验证了仿真研究的有效性，研究成果可为后续压路机车架结构改进和优化提供参考方向。 |
| 作者： | 李世海 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 叶敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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