液壓挖掘機(jī)工作裝置虛擬樣機(jī)設(shè)計及其有限元分析.pdf

1、市場競爭的不斷加劇使得產(chǎn)品開發(fā)速度日益成為最具挑戰(zhàn)性的因素,而我國傳統(tǒng)工程機(jī)械行業(yè)卻由于新產(chǎn)品開發(fā)周期長,成本高,導(dǎo)致產(chǎn)品嚴(yán)重老化、缺乏市場競爭力。虛擬樣機(jī)技術(shù)的逐漸成熟為解決這些問題提供了強(qiáng)有力的工具和手段。針對現(xiàn)有液壓挖掘機(jī)設(shè)計評價手段存在的不足,將虛擬樣機(jī)技術(shù)引入挖掘機(jī)設(shè)計開發(fā)領(lǐng)域。全文主要從以下幾個方面進(jìn)行研究： 首先介紹了虛擬樣機(jī)技術(shù)的基本理論框架,回顧了國內(nèi)外在此方面的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,論證了將虛擬樣機(jī)技術(shù)應(yīng)用于液

2、壓挖掘機(jī)設(shè)計的必要性。 在研究液壓挖掘機(jī)整機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,借助于虛擬樣機(jī)技術(shù)理論的指導(dǎo),提出了挖掘機(jī)虛擬樣機(jī)的實現(xiàn)策略,即根據(jù)抽象建模的需要將挖掘機(jī)劃分為有機(jī)關(guān)聯(lián)的單學(xué)科系統(tǒng)及模型,分別在不同的支撐軟件上建模,再將各子系統(tǒng)模型集成為挖掘機(jī)虛擬樣機(jī)。 對系統(tǒng)仿真原理進(jìn)行了研究,主要研究了機(jī)械的建模方法,分別利用相關(guān)學(xué)科理論和軟件建立了挖掘機(jī)工作裝置仿真模型。上述子系統(tǒng)模型分別在商品化動力學(xué)仿真軟件ADAMS和三維造型軟件S

3、olidworks中實現(xiàn)。通過在ADAMS/View中對挖掘機(jī)虛擬樣機(jī)工作裝置工作范圍的仿真分析,確定了挖掘機(jī)的整機(jī)工作范圍,得到了液壓挖掘機(jī)的一些特殊工作尺寸。根據(jù)對挖掘阻力的分析,對挖掘機(jī)鏟斗挖掘時的受力狀況進(jìn)行仿真,得到了各鉸接點(diǎn)處的受力情況,為零件的強(qiáng)度分析提供了基礎(chǔ)。 針對多年來人們在設(shè)計機(jī)械時把靜強(qiáng)度作為主要準(zhǔn)則,出現(xiàn)保守設(shè)計的情況,應(yīng)甩ANSYS軟件建立了挖掘機(jī)工作裝置在不同工況下的三維有限元模型,對工作裝置進(jìn)行了