基于CATIA的拖拉机驾驶室强度的预测研究

2014-11-09 赵旭 第一拖拉机股份有限公司

　　本研究运用catia装配件设计的树列功能将零件归类整理建模，对驾驶室强度进行有限元分析，可有效对拖拉机驾驶室的强度进行预测，为设计者提供参考设计数据，降低试验成本、缩短试验周期，为设计及优化拖拉机驾驶室结构奠定了基础。

　　引言

　　目前，随着农机行业的发展，拖拉机功率段不断增加，用户对拖拉机的要求从原本单一的功能使用需求，向更高的安全性、舒适性转化，因此，拖拉机驾驶室已成为拖拉机中重要的一部分。驾驶室的安全性是驾驶室设计的基础，驾驶室的静压试验是目前检验拖拉机驾驶室强度的唯一手段。由于大功率拖拉机的质量大，对驾驶室强度以及能量吸收的要求则更为严格，增加了驾驶室的设计难度，并且静压试验属于破坏性试验，所需试验成本高、试验周期长，设计者需找到一种可降低制造成本、同时能使驾驶室设计强度符合试验要求的方法。本研究以东方红某机型拖拉机驾驶室为研究对象，利用catia 装配件设计的树列功能将零件归类整理建模，对该驾驶室强度进行有限元分析，为处于设计阶段的拖拉机驾驶室安全性进行预测。

1、catia 的拖拉机驾驶室有限元分析方法

　　1.1、研究对象

　　拖拉机驾驶室一般分为驾驶室骨架焊接合件、驾驶室悬架系统、驾驶室内饰件、驾驶室门窗总成及驾驶室外饰顶棚等部分。本次研究对象为驾驶室骨架焊接合件及驾驶室悬架系统在静压试验中的后加载及侧向加载试验。

　　1.2、建立模型

　　首先对驾驶室焊合件及其悬架系统进行分组建模(见图1)，利用catia 装配件设计的树列功能将零件归类整理建模，树列建模的优点是可以根据零件装配关系进行设计，减少后期数模装配的工作量。完成建模后，针对设计材料不同，对焊接相连且材质一致的零件模型进行分组合并(见图2)，依此方法是将复杂的焊接合件简化为理想化(不考虑制造过程中可能出现的质量缺陷)的单一零件，可减少后期设置及运算的工作量。

基于CATIA的拖拉机驾驶室强度的预测研究

图1 驾驶室焊合件及其悬架系统分组建模

基于CATIA的拖拉机驾驶室强度的预测研究

图2 焊接相连且材质一致的零件模型分组合并

3、研究的意义与局限性

　　3.1、实际意义

　　本研究运用catia 设计及分析模块对驾驶室静压强度试验进行模拟分析，可有效对拖拉机驾驶室的强度进行预测，为设计者提供参考设计数据，并且可降低试验成本、缩短试验周期，为进一步优化拖拉机驾驶室结构奠定了坚实基础。

　　3.2、局限性

　　分析结果可预测易变形点，但结果与实际试验结果仍有一定误差，仍需分析能力与实际经验相结合，分析结果仅可作为设计参考，而不能替代实际试验。