基于有限元法的MT4400矿用自卸车后桥壳轻量优化分析

韩东涛 佟 晟 贾振华

(1.呼伦贝尔学院 内蒙古 海拉尔 021008； 2.华能伊敏煤电公司露天矿 内蒙古 伊敏 021000)

大型矿用自卸车是我国北方露天煤炭矿区重要的生产运输工具，因其具有较大承载能力而在矿山运输作业中被广泛应用。驱动桥壳是矿用自卸车底盘系统的核心基体，主要承受复杂环境下车辆行驶过程中的多种载荷，其结构稳定性直接影响到矿用自卸车的安全性和可靠性。调查发现，在复杂工作环境下，矿用自卸车后桥在行驶的过程中会发生变形甚至断裂，严重影响着矿区的生产与安全。[1]目前，矿山机械的设计与改进数据大多是根据经验，在现有设计基础上增加后桥壳体厚度尺寸来保证其强度和刚度，方法以实践经验为依据，缺乏理论计算及论证，简单的增加材料会造成零配件重量不断增加，材料冗余严重却无法从根本上解决问题，又增加了整车使用的经济成本。[2]而更好的方法则是在保证其材料属性及强度和刚度的前提下对其进行有效的结构改进和轻量化设计。轻量化设计能够增大车桥传动系统的设计空间、提高整车的承载效率以及行驶平顺性，提高自卸车使用的经济性。

1 国内外研究方法及现状

我国在车辆桥壳设计通常采用的方法是将桥壳简化成一个简支梁，通过特定截面应力、应变的情况来校核其强度与刚度。这种设计方法不可避免存在很多主观因素，具有较大经验局限性。国外则较早通过运用有限元分析方法对模型进行复杂环境条件下力学分析，模拟桥壳的三维几何结构和受力约束情况，使设计工作取得了长足发展。……