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网上报名其中两种方式的受力分析相似
(1) 两动臂缸工作，动臂1和动臂2的重力分别为G1和G2。
则有F1×a1=G1×A1+G2×A2,
动臂在第二章已经做过质量分析
通过质心计算得A1=2923.86mm,当动臂1和动臂2夹角最大时得
A2=9049.00mm，此时A2最大，即所求得F1最大。a1=729.74
得出F1=692614.13N
(2) 当只有动臂连接缸工作时，动臂1不动，动臂2工作，设臂2的长度为L2,当动臂1和动臂2垂直时有力臂最大即为L2,此时有：
F2×a2=L2×G2,有第二章得F2=308701.25N
4.2.2动臂1的有限元分析
(1) 在开始菜单点击高级仿真选项按钮，进入高级仿真模块，点击仿真导航器转向主件模型，新建FEM和仿真，单击“确定”，进入“创建解算方案”对话框。
(2) 默认对话框各项设置，选择默认求解器“NX NASTRAN”，默认温度为20℃，单击“确定”进入高级仿真模块。
(3) 将“dongbi1_fem1.prt”设为显示部件，并将转向“dongbi1_fem1.fem”主件提升，同时理想化几何体将直径小于10mm的孔和小于8mm的圆角去除，最后根据零件模型的大小对模型进行“3D四面体网格”，对零件进行网格划分，网格大小自动判断为130mm。划分后的结果如图3.2所示
图4.2对零件进行网格划分后的结果
(4) 点击“材料属性”选项，对模型赋予15Mn的材料属性，16Mn的材料属性如下表5.1所示
4.2动臂的有限元分析
4.2.1有限元分析简介
有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件)，从而得到问题的解。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。
有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用，例如用多边形(有限个直线单元)逼近圆来求得圆的周长，但作为一种方法而被提出，则是最近的事。有限元法最初被称为矩阵近似方法，应用于航空器的结构强度计算，并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。经过短短数十年的努力，随着计算机技术的快速发展和普及，有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域，成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。
长沙挖掘机学校发现利用UG软件进行有限元分析时，在UG的高级仿真模块下允许用户给运动机构添加一定的外载荷，例如力、压力、扭矩等，使整个运动模型工作在真实的工程状态下，尽可能的使其运动状态与真实的情况相吻合。一个被应用的力只能设置在运动机构的两个连杆之间，运动副上或是连杆与机架之间，它可以被用来模拟两个零件之间的弹性连接，模拟弹簧和阻尼的状态，以及传动力与原动力等多种零件之间的相互作用。
单击“物理属性”选项，弹出创建物理属性表管理器，名称中输入“dongbi1”单击创建，在随后弹出的【PSOLID】对话框中的“Material”属性选择15Mn，单击确定创建。
(5) 在约束类型中选择[固定旋转约束]，在A点加转动约束，在B点加转动约束且加与动臂1夹角为10.87度的力F1=692614.13N，在C点加垂直向下的重力G=54131.62N
(4)有限元分析结论
由以上分析可知，在运动过程中，部件的变形量远小于许用变形量，单元节点应力和部件基本应力最大的应力值都远远小于部件所用材料的许用应力值，故此说明抓钢机在作业过程中，不会发生因为强度不足而引起拉伸疲劳或者断裂的情况，故满足的设计要求。
4.2.3动臂2的有限元分析
(1)。在开始菜单点击高级仿真选项按钮，进入高级仿真模块，点击仿真导航器转向主件模型，新建FEM和仿真，单击“确定”，进入“创建解算方案”对话框。
(2)。默认对话框各项设置，选择默认求解器“NX NASTRAN”，默认温度为20℃，单击“确定”进入高级仿真模块。
(3)。将“dongbi2_fem1.prt”设为显示部件，并将转向“dongbi2_fem1.fem”主件提升，同时理想化几何体将直径小于10mm的孔和小于8mm的圆角去除，最后根据零件模型的大小对模型进行“3D四面体网格”，对零件进行网格划分，网格大小自动判断为120mm。划分后的结果如图4.5所示
图4.3 有限元分析“位移—节点”的分析结果图
4.2.4 有限元结果分析
(1) 动臂1单元节点最大位移量的验算
由图5.3有限元分析“位移—节点”的分析结果图可知，转向主件在运动过程中输出推力的铰接点的变形量最大，最大值为0.675mm，远远小于15Mn伸长率 δ=20%，故该转向主件满足节点位移变形的要求。
(2) 静强度校核
检验条件：[σ] > σmax
由前述计算可知，动臂的材料为15Mn，其许用应力[]为390MPa。根据结果图3.4可得部件最大基本应力出现在图中红色部分，最大应力为19.82MPa，远远小于材料的许用应力390MPa,因此该部件具有足够的稳定性和强度。
单击“物理属性”选项，弹出创建物理属性表管理器，名称中输入“dongbi2”单击创建，在随后弹出的【PSOLID】对话框中的“Material”属性选择15Mn，单击确定创建。
(5) 在约束类型中选择[固定旋转约束]，在A点加转动约束，在C点加转动约束，在液压缸铰接处施加与动臂夹角为10.87度向上的力，在D点出加垂直向下的重力G2=34300N.
图4.6 有限元分析“位移—节点”的分析结果图
4.2.4 有限元结果分析
(1) 动臂1单元节点最大位移量的验算
由图5.3有限元分析“位移—节点”的分析结果图可知，转向主件在运动过程中输出推力的铰接点的变形量最大，最大值为1.164mm，远远小于15Mn伸长率 δ=20%，而且满足动臂变形量的要求，故该转向主件满足节点位移变形的要求。
(2) 静强度校核
检验条件：[σ] > σmax
由前述计算可知，动臂的材料为15Mn，其许用应力[]为390MPa。根据结果图3.4可得部件最大基本应力出现在图中红色部分，最大应力为70.33MPa，远远小于材料的许用应力390MPa因此该部件具有足够的稳定性和强度。
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