2.4挖掘裝載機(jī)鏟斗部件的有限元網(wǎng)格劃分
   
    網(wǎng)格自動(dòng)劃分是CAE軟件的關(guān)鍵，由于挖掘裝載機(jī)鏟斗部件是用Solidworks三維實(shí)體建模的。所以采用拋物線性四面體實(shí)體單元作為劃分單元。另外，在有限元分析中，網(wǎng)格劃分必須要滿足一定的條件，四面體單元的長(zhǎng)寬比要接近1，在這個(gè)鏟斗的有限元?jiǎng)澐謺r(shí)，鏟斗的厚度為12mm，所以單元?jiǎng)澐值臅r(shí)候，最長(zhǎng)單元的邊長(zhǎng)控制在12 mm左右。實(shí)際劃分時(shí)選了3mm邊長(zhǎng)控制單元。劃分結(jié)果為四面體實(shí)體單元64 306個(gè)，自由度數(shù)128915。
   
    2.5挖掘裝載機(jī)鏟斗部件的有限元求解方法
   
    Cosmos/Works對(duì)于靜力分析提供3種求解方法:Direct Sparse,FFE和FFEPlus。一般來(lái)說(shuō),3種求解方法對(duì)同一問(wèn)題的求解結(jié)果基本相似，但在選擇時(shí)應(yīng)注意:(1)對(duì)于大型和特大型問(wèn)題(自由度大于300 000個(gè))應(yīng)優(yōu)先使用FFEPIu。求解方法;(2)對(duì)于小型和中型問(wèn)題(自由度在100000個(gè)到300 000個(gè))應(yīng)優(yōu)先使用 Direct Sparse、或FFE求解方法。對(duì)于裝配體問(wèn)題并且考慮了零件間的相互接觸、相互摩擦和不同材質(zhì)時(shí)優(yōu)先使用Direct Sparse求解方法，由于本例的自由度數(shù)128 915，因此本例使用Direct Sparse求解方法。求解所得的應(yīng)力分布情況如圖4所示。
   

    2.6挖掘裝載機(jī)鏟斗部件的有限元計(jì)軍強(qiáng)度分析
   
    由圖4所示的鏟斗部件的應(yīng)力分布圖可見(jiàn)，鏟斗部件的應(yīng)力主要集中在聯(lián)接動(dòng)臂與鏟斗回轉(zhuǎn)副的聯(lián)接板處(如圖4中的白色區(qū)域)。最大應(yīng)力達(dá)到6.935E8，鏟斗部件發(fā)生了失效。圖5為鏟斗部件的失效圖，圖中白色區(qū)域即為鏟斗部件的失效部位。
    

    2.7基于有限元計(jì)算結(jié)果的挖掘裝載機(jī)鏟斗部件的改進(jìn)設(shè)計(jì)研究
   
    為了改善鏟斗部件的應(yīng)力集中，消除失效，采用如下改進(jìn)設(shè)計(jì)方案:
   
    (1)通過(guò)增加肋的寬度，減小應(yīng)力集中，將肋的寬度從30mm增加到50 mra，此時(shí)該處的最大應(yīng)力從6.378E8下降到5.925E8，其改善應(yīng)力集中的效果一般，圖6所示是其應(yīng)力分布圖，由圖可見(jiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象還是存在(圖中白色區(qū)域即為應(yīng)力集中部位)，再由相應(yīng)的鏟斗部件的失效圖可見(jiàn)，鏟斗部件還是發(fā)生了失效(見(jiàn)圖7）,圖中白色區(qū)域即為鏟斗部件的失效部位。由此可見(jiàn)，該方案也不是理想方案。