顶推梁是推土机前工作装置的关键部件，在结构上应能有效地保证推土铲实现各种作业位置，并能满足强度、刚度和耐磨性的要求。地面作用于行走机构的强大推力，经顶推梁传递到推土板，该载荷随机、复杂且动载系数较大。目前大型推土机的顶推梁基本上有两种结构型式：一种是适用于回转式推土铲的拱形钢架；另一种是适用于直线型固定式推土铲的直线形钢架，从强度分析的结构力学观点来看，在相同顶推力作用下，直线形钢架的受力情况比拱形钢架好，实际应用中大型推土机多采用固定式推土铲及直线形钢架。
      此次研究的研究对象为该类型，所研究的顶推梁与推土铲用横拉杆连接，此时推土铲的横向力只由横拉杆承受，不会导致顶推梁过于笨重，应力状态也不复杂。针对大型高驱动履带推土机前工作装置，建立其动态分析模型，并将分析对象—顶推梁建立柔性分析体，考虑动力系统及作业装置反馈到被分析对象的动态极限载荷，分析顶推梁所受的应力及分布情况，进而根据应力及分布特点，优化顶推梁结构，以提高其强度及优化其性能。
      推土机的顶推梁作为其前工作装置关键承力部件之一，其使用性能影响整个推土机的性能。对于进行块状砾石作业的大型推土机，作业料堆中的块状砾石进入顶推梁与机体间侧隙情况时有发生，从而造成顶推梁侧向受砾石动态挤压受力，实际作业中常出现由于上述原因造成的顶推梁变形破坏，如图所示。被分析顶推梁的材料为Q460，密度为7850kg/m3，屈服极限为460MPa。前工作装置的三维模型如图所示，设定顶推梁与推土板和履带架两连接点分别为A，B，据顶推梁实际破坏情况，测得其破坏受力中心区域的位置在D点，三点的位置关系如图所示，D靠近B端，实测AD段长度为2490mm，DB段长庶为1635mm。
      推土机作业以黑云变粒岩为对象，该矿石致密坚硬，其抗压强度一般为147-196MPa，平均为171.5MPa，分析时采用最大值196MPa。鉴于顶推梁受载面积大小具有随机性，分析中假定受载面积为以D为中心的方形区域，且面积大小分别为4，20c耐两种工况，侧向单位面积作用载荷渐变，逐渐增大至最大值。两工况分别模拟岩石的一角、岩石的一个侧面挤压推土机的顶推梁，所需加载载荷极值经计算可知分别为78.4，392.0kN。在前工作装置动态系统中，将顶推梁柔性化，将计算的载荷依照工况施加在顶推梁的内侧侧向进行有限元仿真分析。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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