正鏟液壓挖掘機工作裝置動態(tài)強度分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、隨著節(jié)能減排和高效開采的要求，大型液壓挖掘機逐漸替代小型挖掘機，被廣泛應(yīng)用于露天礦石開采作業(yè)中。國內(nèi)大型液壓挖掘機研發(fā)處于起步階段，為此，研究260t液壓挖掘機的結(jié)構(gòu)強度，為400t以上液壓挖掘機研發(fā)奠定基礎(chǔ)。工作裝置是大型液壓挖掘機的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，其工作效率與可靠性直接影響了整機的作業(yè)效率，依托260t液壓挖掘機的研發(fā)項目，應(yīng)用離散元技術(shù)、多體動力學(xué)技術(shù)，分析正鏟液壓挖掘機工作裝置的動態(tài)強度，并進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，主要研究工作如下:
　

2、　1)對260t大型液壓挖掘機工作裝置原始三維模型幾何細節(jié)進行修正，運用HYPERMESH軟件，對箱體結(jié)構(gòu)的動臂與斗桿進行網(wǎng)格離散化。
　　2)建立礦山礦石EDEM離散元仿真模型，進行斗桿挖掘工況仿真分析，得出鏟斗動態(tài)挖掘阻力。建立工作裝置機構(gòu)ADAMS多體動力學(xué)模型，其中動臂與斗桿采用柔性體零件，形成工作裝置剛?cè)狁詈夏Ｐ?，并施加鏟斗動態(tài)挖掘阻力，仿真挖掘機斗桿挖掘工況，得出了工作裝置隨挖掘姿態(tài)變化，其結(jié)構(gòu)強度變化與應(yīng)力點分布的情

3、況。
　　3)采用工作裝置剛體模型，分析了工作裝置斗桿挖掘的最大挖掘力。按照工作裝置最大挖掘力，在工作裝置剛?cè)狁詈夏Ｐ椭?，分析了工作裝置的靜態(tài)強度與應(yīng)力。對比靜態(tài)與動態(tài)分析結(jié)果，表明工作裝置動態(tài)結(jié)構(gòu)分析，全面反映了結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力。
　　4)根據(jù)工作裝置剛?cè)狁詈夏Ｐ蛣討B(tài)分析，提取危險工況，對工作裝置的斗桿進行拓撲優(yōu)化。參考斗桿拓撲優(yōu)化結(jié)果，進行概念設(shè)計，在工作裝置剛?cè)狁詈夏Ｐ椭校瑢Ω拍钤O(shè)計的結(jié)構(gòu)進行了動態(tài)挖掘仿真，驗證了概念設(shè)計