井下防爆无轨胶轮车车架疲劳寿命分析及优化

白玉军; 姬鹏飞; 马子成; 韩文慧

doi:10.13436/j.mkjx.202611029

煤矿机械 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (11) : 151 -156. DOI: 10.13436/j.mkjx.202611029

井下防爆无轨胶轮车车架疲劳寿命分析及优化

白玉军, 姬鹏飞, 马子成, 韩文慧

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摘要

井下防爆无轨胶轮车工作环境复杂，其车架在交变载荷作用下易发生疲劳断裂，然而针对此类大型车辆的疲劳损伤研究较少。以WC5型防爆无轨胶轮车车架为研究对象，采用ANSYS开展有限元分析与优化。首先，建立车架的有限元模型，对车架进行模态分析，防止共振现象发生；其次，分析车架在5种典型工况下的静力学受力，确定薄弱环节，在此基础上以线性累积损伤理论为理论支撑对车架进行疲劳寿命仿真，得出车架结构需优化的位置；最后，以质量、疲劳寿命作为优化目标，以车架梁的壁厚作为优化变量，以最大应力、最大应变及一阶频率作为约束条件，对车架进行结构优化。优化结果表明，车架质量增加了3.58%，最大应力降低了6.6%，最小疲劳寿命提高了145%，满足使用需求。研究成果可为无轨胶轮车车架的优化设计提供理论依据。