有限元技术在矿用自卸车设计中的应用摘要：为保证矿用自卸车的使用可靠性和寿命，降低设计成本，缩短设计周期，介绍矿用自卸车的结构特点，论述对其进行有限元分析时的软件模块选取、单元选取、网格精度控制、材料定义、实常数定义、求解和结果处理等环节中的要点.以驾驶室变形分析和后桥总成强度分析为例说明采用有限元技术可以定量地掌握矿用自卸车的各方面性能，从而为设计提供参考.关键词：矿用自卸车；可靠性；寿命；有限元；驾驶室变形分析；后桥总成；强度分析中图分类号：TH242；TB115.1文献标志码：BApplicationoffiniteelementtechnologyinminetipperdesignDONGZhimingl,GUOHaiquanl,PANYanjun2,DINGHaoranl(1.TechnicalCenter,NeiMongolNorthHaulerJointStockCo.,Ltd.,Baotou014030,NeiMongol,China;2.TechnicalDepartment,BaotouNorthSpecialMachineryCo.,Ltd.,Baotou014030,NeiMongol,China)Abstract：Toensurethereliabilityandservicelifeofminingtipper,reducedesigncostsandshortendesigncycle,thestructurecharacteristicsareintroduced,andthemainpointsarediscussedforitsfiniteelementanalysis,suchassoftwaremoduleselection,elementselection,meshprecisioncontrol,materialdefinition,realconstantdefinition,solution,resultpost-process,andsoon.Theexamplessuchascabdeformationanalysisandrearaxleassemblystressanalysisaredemonstratedtoindicatethatthefiniteelementtechnologycanquantitativelyobtainthemaincapabilitiesofminetipperandprovidereferenceforthedesign.Keywords：minetipper;reliability;servicelife;finiteelement;cabdeformationanalysis;rearaxleassembly;stressanalysis0引言在汽车或工程机械产品的设计开发中，常需对一些结构或系统进行前期的分析计算，以保证产品的使用可靠性和寿命.在复杂工程问题分析中，常很难得到问题的解析解，一般通过下面2种方法得到问题的近似解：（1）通过对问题进行简化，提出多种假设，最终简化成在实际中能解决的问题；（2）通过数值分析方法求出问题的数值解，实践证明数值解可以满足工程实际需要.[1]由于方法（1）对问题进行简化和假设，得出的结果往往偏离实际或者不正确，而方法（2）由于计算机的发展，其求解精度越来越高，完全可以满足实际中的工程应用，使得有限元技术在企业产品幵发中逐渐得到普及.有限元技术在汽车和工程机械产品开发方面应用非常广泛，可以进行强度和刚度分析，产品寿命预测，结构优化设计以及为改善整车舒适性的NVH分析等，涉及整车设计中的各个方面.随着计算机技术的迅速发展，有限元技术在各行业中的应用也逐渐形成一套较为完整的程序.本文主要研究有限元技术在大型矿用自卸车中的应用，探讨有限元技术的具体应用方法.1矿用自卸车的结构特点和使用环境矿用自卸车属于非公路使用的运输工具，主要应用在露天矿山、港口码头等场所，其使用环境具有以下特点：运输路面崎岖不平，对车架和悬挂系统冲击很大；经常需要重载上坡或下坡，对整车的动力性和制动性能提出很高的要求；装载物料常为大块的岩石、煤和铁矿等，并且一次装载量从十几吨到一百多吨，对车厢和悬挂系统冲击很大；大多在山区使用，常为高温、高寒或气候潮湿的环境.在极为复杂和恶劣的使用环境下，为保证整车的使用可靠性和寿命，对产品的设计提出很高的要求，每个部分或系统的零部件设计都不同于普通公路用车.矿用自卸车通常由车架、前桥、后桥、动力传动系统、平台及护罩、车厢、油气悬挂、驾驶室、车厢、液压系统、制动系统和电器元件等组成，图1为某型矿用自卸车结构示意.(a)矿用自卸车整车外形(b＞矿用自卸车底盘结构由于使用环境的特殊性，矿用自卸车每个系统的结构都不同于普通公路用自卸车：采用油气悬缸的烛式独立悬架的前桥；采用带横拉杆和油气悬缸的单纵臂(A形架)式非独立悬架的后桥总成；变截面的箱形纵梁和高强度铸造合金铸件焊接而成的框架式车架;带防护栏和扶梯的平台总成；偏置放置的圆弧形驾驶室前后独立的双回路气压式鼓制动；转向优先的动力转向系统；第二级举升缸具有动力下降功能...