法切阻力比變化條件下的反鏟液壓挖掘機挖掘性能分析與強度分析.pdf

1、法切阻力比變化條件下的反鏟液壓挖掘機挖掘性能分析與強度分析重慶大學(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：陳進教授兼職導(dǎo)師：張軍高工學(xué)位類別：工程碩士（機械工程）重慶大學(xué)機械工程學(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摘要液壓挖掘機是工程機械領(lǐng)域中的主要基礎(chǔ)施工機械，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設(shè)計水平的重要標(biāo)志。許多研究

2、表明，液壓挖掘機在挖掘如粘土之類具有一定粘聚性的土壤時，法向阻力在整個挖掘過程中的變化是比較紊亂的，無規(guī)律可言，與切向阻力之間的關(guān)系亦無明顯特征。因此，改變傳統(tǒng)的液壓挖掘機挖掘性能分析中，法切阻力比λ取常數(shù)的計算方法，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，可使液壓挖掘機的挖掘性能分析和強度分析更加合理可靠。本文將以某21t級的反鏟液壓挖掘機作為研究對象，選擇某些特定的挖掘工況，運用現(xiàn)代設(shè)計方法，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，對反鏟液壓挖掘機進行挖掘性能分析；對工作裝置的主要構(gòu)件進行強度分析并與原有傳統(tǒng)方法下的結(jié)果進行比較。本文具體包括以下的研究內(nèi)容：①分析總結(jié)了反鏟液壓挖掘機工作裝置的結(jié)構(gòu)形式和挖掘特點；通過運動分析，建立了挖掘機工作裝置的運動學(xué)模型，求解了工作裝置上各個鉸點、重心以及鏟斗尖的位置坐標(biāo)。②運用數(shù)學(xué)方法，計算了反鏟液壓挖掘機工作裝置各個油缸力臂；綜合考慮挖掘機實際作業(yè)中液壓缸動作情況(

4、主動或閉鎖)，建立了整機理論挖掘力的力學(xué)模型；并在此基礎(chǔ)上考慮法切阻力比的影響，提出了新的整機理論挖掘力計算方法，并建立相應(yīng)的整機理論挖掘力模型，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性能分析軟件繪制了傳統(tǒng)的法切阻力比按經(jīng)驗值取0.2和考慮法切阻力比影響下的挖掘圖譜，進行對比分析；并采用圖譜疊加法分析了某21t級反鏟液壓挖掘機各個限制因素所占比例以及整機理論挖掘力，并與原有傳統(tǒng)方法下的結(jié)果進行比較。④利用有限元軟