全向蓄电池侧面叉车外门架的有限元分析及优化

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1、全向蓄电池侧面叉车外门架的有限元分析及优化

2、第11外门架结构特点根据外门架的承载和工作特点,外门架结构设计成由左右立柱、上下横梁、左右托架组成,如图1所示。左右立柱采用叉车门架槽钢型材,上下横梁采用钢板焊接,左右托架为箱式钢板焊接结构。为使门架侧向移动,左右托架分别装有两个安装滚轮的滚轮轴。全向蓄电池侧面叉车外门架基本尺寸为:总高1750mm,总宽1000mm,两侧滚轮距离1500mm,滚轮轴间距358mm,滚轮轴的直径为30mm。2外门架边界条件处理外门架的结构和受力比较复杂,合理的处理载荷和约束是正确进行有限元计算的基础。全向蓄

3、电池侧面叉车额定起重质量2.5t,载荷中心距离650mm。根据外门架的工作条件,左右托架上的4个滚轮轴起支撑作用。因此,在4个滚轮轴上分别加上两个方向的移动约束,如图2所示。门架工作载荷的极限工况是门架最大外移,最高位置叉装载荷为额定载荷时,在该工况下,外门架受3个外力的作用,第一是内门架通过滚轮作用在外门架上的外力F1,经计算F1=24375N;第二是举升液压缸作用在外门架下横梁上的外力F3=70000N;第三是提升链条作用在固定挂耳上的外力F2=17500N。在外门架有限元计算施加载荷处理时,F1分布在载荷作用点局部区域内的多个

4、节点上,F2作用在固定挂耳上,F3均布在液压缸端部支撑面上。3模型建立与有限元分析以往的建模都是先对模型进行简化,这样虽然可以加快建模的进度,在有限元分析中也节省大量的时间,但是会影响计算精度。在建模过程中,为了使理论分析更加接近实际的受力和变形情况,本文运用UG软件对外门架进行实体建模,并把所有的孔和加强筋板都加入到模型中;在有限元模型的处理过程中,以往的处理方法一般是将各主要结构进行分块处理,这样可以方便有限元模型的参数化,但与此同时也会给有限元分析带来一定的误差,而在本文中直接采用trias单元体对三维模型进行网格划分,这样就

5、大大提高了网格划分的可行性,节省了计算分析时间。以上处理过程都是为了有限元模型尽可能与实际模型一致。经网格划分,外门架有限元模型有59470个节点和205125个单元。1外门架结构特点根据外门架的承载和工作特点,外门架结构设计成由左右立柱、上下横梁、左右托架组成,如图1所示。左右立柱采用叉车门架槽钢型材,上下横梁采用钢板焊接,左右托架为箱式钢板焊接结构。为使门架侧向移动,左右托架分别装有两个安装滚轮的滚轮轴。全向蓄电池侧面叉车外门架基本尺寸为:总高1750mm,总宽1000mm,两侧滚轮距离1500mm,滚轮轴间距358mm,滚轮轴

6、的直径为30mm。2外门架边界条件处理外门架的结构和受力比较复杂,合理的处理载荷和约束是正确进行有限元计算的基础。全向蓄电池侧面叉车额定起重质量2.5t,载荷中心距离650mm。根据外门架的工作条件,左右托架上的4个滚轮轴起支撑作用。因此,在4个滚轮轴上分别加上两个方向的移动约束,如图2所示。门架工作载荷的极限工况是门架最大外移,最高位置叉装载荷为额定载荷时,在该工况下,外门架受3个外力的作用,第一是内门架通过滚轮作用在外门架上的外力F1,经计算F1=24375N;第二是举升液压缸作用在外门架下横梁上的外力F3=70000N;第三是

7、提升链条作用在固定挂耳上的外力F2=17500N。在外门架有限元计算施加载荷处理时,F1分布在载荷作用点局部区域内的多个节点上,F2作用在固定挂耳上,F3均布在液压缸端部支撑面上。3模型建立与有限元分析以往的建模都是先对模型进行简化,这样虽然可以加快建模的进度,在有限元分析中也节省大量的时间,但是会影响计算精度。在建模过程中,为了使理论分析更加接近实际的受力和变形情况,本文运用UG软件对外门架进行实体建模,并把所有的孔和加强筋板都加入到模型中;在有限元模型的处理过程中,以往的处理方法一般是将各主要结构进行分块处理,这样可以方便有限元

8、模型的参数化,但与此同时也会给有限元分析带来一定的误差,而在本文中直接采用trias单元体对三维模型进行网格划分,这样就大大提高了网格划分的可行性,节省了计算分析时间。以上处理过程都是为了有限元模型尽可能与实际模型一致。经网格划分,外门架有限元模型有59470个节点和205125个单元。1外门架结构特点根据外门架的承载和工作特点,外门架结构设计成由左右立柱、上下横梁、左右托架组成,如图1所示。左右立柱采用叉车门架槽钢型材,上下横梁采用钢板焊接,左右托架为箱式钢板焊接结构。为使门架侧向移动,左右托架分别装有两个安装滚轮的滚轮轴。全向蓄

9、电池侧面叉车外门架基本尺寸为:总高1750mm,总宽1000mm,两侧滚轮距离1500mm,滚轮轴间距358mm,滚轮轴的直径为30mm。2外门架边界条件处理外门架的结构和受力比较复杂,合理的处理载荷和约束是正确进行有限元计算的基础。