液壓挖掘機常用于采礦、建筑、路面施工等惡劣作業(yè)環(huán)境,挖掘機作業(yè)過程零部件承受的動載荷是引起包括工作裝置在內(nèi)的結(jié)構(gòu)件失效的主要原因。工程機械行業(yè)“十三五”戰(zhàn)略規(guī)劃也將“提升結(jié)構(gòu)強度、可靠性和耐久性”列入重點發(fā)展任務(wù)之一。挖掘機作業(yè)是通過工作裝置實現(xiàn),工作裝置太重會降低生產(chǎn)率、高能耗,太輕又會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強度降低。工作裝置的精確設(shè)計是決定挖掘機性能品質(zhì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。工作裝置是多油缸驅(qū)動的復(fù)雜機械系統(tǒng),油缸動態(tài)特性、結(jié)構(gòu)彈性、鏟斗與挖掘?qū)ο笞矒舻纫蛩貙ν诰騽虞d荷和動態(tài)應(yīng)力均存在重要影響。為此,本文圍繞液壓挖掘機工作裝置動態(tài)設(shè)計中存在的基礎(chǔ)理論問題,建立了包含油缸動態(tài)特性、挖掘?qū)ο竽Ｐ偷囊簤和诰驒C工作裝置柔性體動力學(xué)模型,系統(tǒng)提出了挖掘作業(yè)動載荷和結(jié)構(gòu)動態(tài)應(yīng)力的計算方法。主要研究內(nèi)容如下:（1）油缸動力學(xué)模型與剛度研究建立了兩種不同工作狀態(tài)下的油缸模型。系統(tǒng)考慮油缸的壓力、流量、位移和速度等狀態(tài)變量,采用兩節(jié)點單元建立了驅(qū)動油缸動力學(xué)模型。采用彈簧阻尼單元模擬閉鎖油缸動態(tài)特性,綜合分析多種因素如油液可壓縮性、油液空氣含量、缸筒膨脹、活塞桿彈性變形、管路膨脹、油缸密封變形等對油缸剛度影響,在此基礎(chǔ)... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：152 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

惡劣作業(yè)工況與結(jié)構(gòu)失效

圖 1-2 結(jié)構(gòu)強度與載荷類型Fig.1-2 Structure strength and load types沖擊工況對動載荷的影響見圖 1-3 所示。如圖 1-3(a)不示為 Fs，而考慮挖掘沖擊之后極限載荷峰值為 Fd，靜態(tài)。如圖 1-3(b)所示的疲勞循環(huán)載荷，考慮挖掘沖擊后不交變應(yīng)力范圍和循環(huán)交變載荷的次數(shù)。但是很多文獻[5挖 掘機結(jié)構(gòu)失效問題時，采用傳統(tǒng)的動載系數(shù)法估算存在很大的誤差。因此，研究實際挖掘動態(tài)工況下動力挖掘機產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強度、可靠性和耐久性是非常重要的。

圖 1-2 結(jié)構(gòu)強度與載荷類型Fig.1-2 Structure strength and load types關(guān)于挖掘動沖擊工況對動載荷的影響見圖 1-3 所示。如圖 1-3(a)不考慮挖掘沖擊時極限載荷峰值表示為 Fs，而考慮挖掘沖擊之后極限載荷峰值為 Fd，靜態(tài)與動態(tài)載荷之間的差異非常明顯。如圖 1-3(b)所示的疲勞循環(huán)載荷，考慮挖掘沖擊后不僅改變載荷峰值大小、而且影響交變應(yīng)力范圍和循環(huán)交變載荷的次數(shù)。但是很多文獻[5-10]采用靜態(tài)或疲勞分析方法解決挖 掘機結(jié)構(gòu)失效問題時，采用傳統(tǒng)的動載系數(shù)法估算或者忽略挖掘沖擊的影響，勢必存在很大的誤差。因此，研究實際挖掘動態(tài)工況下動力學(xué)計算和強度問題對于提升液壓挖掘機產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強度、可靠性和耐久性是非常重要的。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]大型礦用挖掘機設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 郝萬軍.吉林大學(xué) 2014
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[6]挖掘裝載機裝載工作裝置動力分析、動態(tài)應(yīng)力仿真研究及動臂結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化[D]. 范文杰.吉林大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于多體動力學(xué)與顆粒動力學(xué)耦合的挖掘機工作仿真分析[D]. 任琛.長安大學(xué) 2017
[2]變頻電機驅(qū)動橋式起重機起升動載系數(shù)研究[D]. 薛志勇.大連理工大學(xué) 2016
[3]考慮作業(yè)動態(tài)特性的液壓挖掘機工作裝置強度研究[D]. 黃冠雅.浙江大學(xué) 2016
[4]液壓挖掘機工作裝置現(xiàn)代化設(shè)計與特殊工況下的動載分析[D]. 魏武.華南理工大學(xué) 2013
[5]作業(yè)過程中的履帶式液壓挖掘機瞬態(tài)動力學(xué)特性研究[D]. 魏攀科.重慶大學(xué) 2012
[6]液壓挖掘機反鏟工作裝置的有限元分析[D]. 劉本學(xué).長安大學(xué) 2003



本文編號：2968397