基于EDEM-FEA的電鏟工作裝置的力學特性分析及優(yōu)化設計.pdf

1、礦山用挖掘機也稱電鏟，是露天礦開采中的主要大型設備之一，用于礦山表層土石的剝離和礦石的采裝作業(yè)。電鏟工作環(huán)境往往比較惡劣，外載荷的變化更具有隨機性，導致電鏟鏟斗和斗桿的頻繁破壞，其自身強度可靠性降低，構件的配合協(xié)同工作也需要良好運行。因此，論文采用數(shù)值仿真方法，針對WK-20電鏟的關鍵部件進行研究，來找到零件的易破壞點和易斷裂面，以滿足設備在不同工況和環(huán)境中的正常、可靠作業(yè)。
　　本課題介紹了國內(nèi)外礦山挖掘設備的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，并

2、探討了電鏟工作裝置的研究情況，以及本課題研究的目的和意義。以內(nèi)蒙古白音華煤礦現(xiàn)使用的WK-20型號挖掘機為研究對象，針對其工作裝置在實際使用環(huán)境中斗桿疲勞斷裂的情況，對其桿件部件鏟斗和斗桿進行力學行為分析，研究基于力學理論、數(shù)值計算理論，采用多種數(shù)值計算軟件，發(fā)揮各自軟件的長處，利用Solidworks軟件和Hypermesh軟件建模和網(wǎng)格化等前處理工作，用EDEM軟件進行鏟斗挖掘過程仿真，在此基礎上，對電鏟的鏟斗和斗桿進行有限元分析，

3、包括鏟斗的離散元與有限元的耦合分析和斗桿的有限元分析，找到其薄弱環(huán)節(jié)后再進行結(jié)構優(yōu)化，該研究仿真分析過程對優(yōu)化設計及現(xiàn)場有一定的指導意義
　　本文主要根據(jù)wk-20電鏟的實際使用情況，對經(jīng)常出現(xiàn)的疲勞斷裂問題進一步探討，利用離散元軟件模擬整個挖掘過程，輸出挖掘阻力數(shù)據(jù)。找到一種更科學的手段解決挖掘阻力的計算問題，同時利用相關數(shù)據(jù)進行有限元分析，分析結(jié)果顯示，鏟斗和斗桿的最大應力位置和最大形變位置與實際零件破壞位置基本一致，研究結(jié)果