履带式推土机履带张紧弹簧应力模拟分析.pdf

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1、·机械制造与研究·郭亚彬，等·履带式推土机履带张紧弹簧应力模拟分析厦带式推土祝履带张紧殚簧应力模拟分析郭亚彬。高顶。耿金萍(中国矿业大学机电工程学院。江苏徐州221l16)摘要：圆柱螺旋弹簧的主要失效形式为疲劳断裂，为了防止断裂失效，需要找出最大应力值及其所在的位置。首先在SolidWorks中建立圆柱螺旋弹簧的模型，并在模型两端分别添加了压板保证力施加的均匀，然后通过SolidWorks与Ansys的无缝连接，采用Ansysworkbench分析计算，来测定圆柱螺旋弹簧的应力分布情况。并通过理论计算验证圆柱螺旋弹簧最大应力值及其出现位置。关键词：弹簧；有限元分析；应力；Ansysw

2、orkbench中图分类号：TH135文献标志码：A文章编号：1671-5276(2011)04-0044-03StressAnalysisofTrack’STensionSpringforBulldozerGU0Ya-bin，GAODing，GENGJin—ping(MechanicalandElectricalEngineeringCollege，ChinaMiningandTechnologyUniversity，Xuzhou221116，China)Abstract：Fatiguefractureusuallymakescylindricalhelicalspringinva

3、lidated．ItneedstofindthemaximumstressandtheitsIoca—tioninordertoavoidtheinvalidation．Thispaperfirstlycreateacylindricalhelicalspring’SmodelinSolidWorks，andaddstheplatesinbothsidestoassurethattheloadcouldbeappliedintheanalyzingprocessandthenusesFEAsoftwareAnsysworkbenchtode—terminecylindricalhel

4、icalspring’Sstressdistributionaccurately．Basedontraditionalmethod，themaximumstressappearingintheinsideofthespringisverified．Keywords：cylindricalhelicalspring；FEA；stress；Ansysworkbench圆柱螺旋压缩弹簧的具体参数如表1。0引言表1圆柱螺旋压缩弹簧参数结构参数数值履带式推土机工作条件恶劣，受力情况不均匀，使用一段时间后由于链轨销轴的磨损会使节距增大，并使整个簧丝直径d／mm52弹簧外径D2／mm237履带伸长

5、，导致摩擦履带架，脱轨等影响其行走的性能。弹簧内径D／mm133因此，每条履带必须装设张紧装置，使履带经常保持一定弹簧中径D／mml85的张紧度。张紧轮和张紧装置主要用来引导履带并调节有效圈数n9．6履带的松紧程度。张紧弹簧为一螺旋弹簧，装在活动支座支撑圈数2和固定支座之间，在履带行走机构受到冲击时，起到缓冲总圈数N=n+n：l1．6作用。自由高度H0／mm8l7弹簧是一种机械零件，它利用材料的弹性和结构特点，在工作时产生变形，把机械功或动能转变为位能，疲劳断裂是圆柱弹簧的主要失效形式，找到弹簧工作时的最大2圆柱螺旋弹簧的有限元分析应力位置并采取一定的措施可以增加弹簧的使用寿命，因此

6、本文将模拟弹簧的受力，对其进行应力分析。2．1网格划分1圆柱螺旋弹簧参数网格的划分是影响有限元分析准确性和计算量的主要因素，一般网格划分的越小，计算精度越高，所需的计算建立草图绘制一个圆作为螺旋线的基准圆，采用螺旋机资源、运算时间也越长，要选择合适的网格。由于弹簧线命令创建生成螺旋线，在螺旋线的一端创建一个新的基的复杂程度较低因此在网格划分时选择较密的网格rele—准面，并创立一个小圆草图，最后利用扫描完成圆柱螺旋vaIlce取21。实体网格如图1所示。弹簧模型的建立。2．2施加载荷材料为60CrMnA，其泊松比为0．3，弹性模量197GPa、屈服强度1078MPa。为了解决圆柱螺旋

7、压缩弹簧在分析时加载力与弹簧作者简介：郭亚彬(1985一)，男，回族，山东济宁人，硕士研究生，研究方向为焊接技术。·44·http：∥ZZHD．chinajourna1．net．caE-mail：ZZHD@chainajouma1．net．cn《机械制造与自动化》·机械制造与研究·郭亚彬，等·履带式推土机履带张紧弹簧应力模拟分析由图3得出，在外力作用下，弹簧内侧的单元纤维远比外侧的小，使内侧的剪切变形大于外侧，故弹簧的破坏首先从内侧开始，由图2看出，圆柱螺