工程机械

工程机械性能

工程机械是装备工业的重要组成部分，近年来,随着我国计算机水平的不断提高，作为计算机技术的重要应用,有限元法也逐渐发展了起来,总体来说，有限元法是一种效率很高且应用很广的计算方法，它以变分原理为基础，以将求解给定的泊松方程转化为求解泛函的机制问题为指导思想，广泛的应用在各类物理场中。复杂工程和产品的结构力学性能,以及优化结 构性能等，近年来也得到了迅速的发展.研究发现，这两种计算技术在现代机械工程中有着很重要的作用。

工程机械结构耐久性能

工程机械工况复杂，作业对象多变，常常在变载荷情况下工作，对机器的可靠性和适应能力有较高的要求。 

•  零部件的刚度、强度分析

•  零部件的屈曲、非线性屈曲、失稳分析

•  零部件间的接触、装配力、装配应力分析

•  零部件的疲劳强度、疲劳寿命、焊接疲劳分析

•  整机的刚度、强度分析

工程机械振动性能

机械结构的振动特性主要决定于各构成零件的结构形状、尺寸及材料。零件表面加工后的尺寸误差、形位误差、表面粗糙度、表面变质层以及由装配引起的相对误差， 这些误差将会影响接合面的刚度和阻尼，从而影响机械的振动特性。

•  零部件的模态以及振动特性分析

•  整机的模态以及振动特性分析

•  整机的动力响应

•  整机的动刚度

工程机械运动性能

机械运动性能是指机器依靠其行走机构与地面的相互作用所发挥的牵引力完成作业过程的能力，是工程机械最基本的使用性能。

•  整机运动协调性分析

•  零部件的运动轨迹分析

•  车运动过程零部件受力分析

•  工作过程稳定性分析

•  刚弹耦合分析

•  吊索模拟分析

•  履带模拟分析

工程机械轻量化

轻量化，项目是一个复杂工程，越早开始效果越明显，设计空间越大越自由，实现减重的空间就越大，轻量化目标是一个方向，应在满足性能要求的前提下实施，结构轻量 化设计不是个减料厚，换材料的过程，而是一个在提高性能的前提下，综合了拓扑、形状、尺寸、形貌优化、材料选择等因素进行的合理减重，轻量化目标是一步步实现的过程，没有最优，只有更优。

•  结构拓扑优化

•  结构参数化建模

•  结构灵敏度分析

•  多目标优化灵敏度分析

案例一 机械挖掘机臂轻量化设计

挖掘机摆臂的材料为Q345，屈服强度345MPa。摆臂连接点承受约束和外力。初始设计重量2.70T。轻量化设计要求保证结构的强度性能要求，减重20%以上。初始设计该件为 一个整体部件，为了进行拓扑优化设计，需要将模型做预处理，区分拓扑设计空间和非设计空间。拓扑优化后模型质量为2t，应力强度满足要求，减重0.7t，减重比25.9%， 满足轻量化设计要求。