法切阻力比變化條件下的反鏟液壓挖掘機(jī)挖掘性能分析與強(qiáng)度分析.pdf

1、法切阻力比變化條件下的反鏟液壓挖掘機(jī)挖掘性能分析與強(qiáng)度分析重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（專業(yè)學(xué)位）學(xué)生姓名：周渠梁指導(dǎo)教師：陳進(jìn)教授兼職導(dǎo)師：張軍高工學(xué)位類別：工程碩士（機(jī)械工程）重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院二O一三年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要液壓挖掘機(jī)是工程機(jī)械領(lǐng)域中的主要基礎(chǔ)施工機(jī)械，在工業(yè)建筑、道路建設(shè)、水利礦山工程等土方施工中占有非常重要的位置。液壓挖掘機(jī)利用工作裝置完成挖掘作業(yè)，工作裝置的挖掘性能是整機(jī)設(shè)計(jì)水平的重要標(biāo)志。許多研究

2、表明，液壓挖掘機(jī)在挖掘如粘土之類具有一定粘聚性的土壤時(shí)，法向阻力在整個(gè)挖掘過(guò)程中的變化是比較紊亂的，無(wú)規(guī)律可言，與切向阻力之間的關(guān)系亦無(wú)明顯特征。因此，改變傳統(tǒng)的液壓挖掘機(jī)挖掘性能分析中，法切阻力比λ取常數(shù)的計(jì)算方法，將其改為變量，并在所得的一系列結(jié)果中選取一組最大的挖掘力，可使液壓挖掘機(jī)的挖掘性能分析和強(qiáng)度分析更加合理可靠。本文將以某21t級(jí)的反鏟液壓挖掘機(jī)作為研究對(duì)象，選擇某些特定的挖掘工況，運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，結(jié)合CAE技術(shù)，使用V

3、B、ANSA、ANSYS等軟件，在考慮法切阻力比的影響下，對(duì)反鏟液壓挖掘機(jī)進(jìn)行挖掘性能分析；對(duì)工作裝置的主要構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度分析并與原有傳統(tǒng)方法下的結(jié)果進(jìn)行比較。本文具體包括以下的研究?jī)?nèi)容：①分析總結(jié)了反鏟液壓挖掘機(jī)工作裝置的結(jié)構(gòu)形式和挖掘特點(diǎn)；通過(guò)運(yùn)動(dòng)分析，建立了挖掘機(jī)工作裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，求解了工作裝置上各個(gè)鉸點(diǎn)、重心以及鏟斗尖的位置坐標(biāo)。②運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，計(jì)算了反鏟液壓挖掘機(jī)工作裝置各個(gè)油缸力臂；綜合考慮挖掘機(jī)實(shí)際作業(yè)中液壓缸動(dòng)作情況(

4、主動(dòng)或閉鎖)，建立了整機(jī)理論挖掘力的力學(xué)模型；并在此基礎(chǔ)上考慮法切阻力比的影響，提出了新的整機(jī)理論挖掘力計(jì)算方法，并建立相應(yīng)的整機(jī)理論挖掘力模型，從而為下一步的挖掘性能分析提供了依據(jù)。③利用自編反鏟液壓挖掘機(jī)性能分析軟件繪制了傳統(tǒng)的法切阻力比按經(jīng)驗(yàn)值取0.2和考慮法切阻力比影響下的挖掘圖譜，進(jìn)行對(duì)比分析；并采用圖譜疊加法分析了某21t級(jí)反鏟液壓挖掘機(jī)各個(gè)限制因素所占比例以及整機(jī)理論挖掘力，并與原有傳統(tǒng)方法下的結(jié)果進(jìn)行比較。④利用有限元軟