徐赛华，曹秀芳，张高峰，杨秀萍，王收军

（1.天津理工大学 机械工程学院 天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室，机电工程国家级实验教学示范中，天津 300384；2.南京晨光集团有限责任公司，南京 210006）

工程中对大型机械装备的计算常采用有限元方法.何干等[1]对三螺杆泵核心工作工件进行静力分析；樊大宝等[2]利用ANSYSWorkbench对3-UPRP并联结构其进行力学分析，为机构的正常工作提供理论依据；林义忠等[3]基于有限元灵敏度分析确定机械臂大臂的结构优化；姜振廷等[4]对六自由度机械臂进行静态和模态分析；张永康等[5]通过ANSYS Workbench对吊臂结构全伸工况进行有限元分析验证了吊臂满足强度要求；刘楠等[6]利用Design Modeler对推波板关键受力部分的7种强度、刚度建立三维模型，分别进行有限元分析，对比得到推波板结构参数；于涛等[7]运用Adams和ANSYSWorkbench分别进行运动学仿真和力学性能分析来验证机械手设计的合理性以及准确性.

本文采用ANSYSWorkbench软件对液压重载机械臂的静态和模态进行仿真，考虑了液压油的影响，采用液压缸刚度，得到了机械臂的应力、变形分布云图，并与液压缸视为刚性时相比较，为机械臂的设计提供了依据；得到的前4阶固有频率和振型，为机械臂结构的优化提供了理论指导.

1 有限元模型

在Solidworks中建立机械臂的三维模型，图1（a）为机械臂整体结构图，该机械臂为液压驱动，细小结构较多，构造紧凑且复杂.在建模过程中，采用等效配重法将马达进行等效简化[8]；将各种连接如齿轮啮合简化为轴与孔接触、螺栓连接简化为面接触；……