【摘要】：論文首先采用多體機械系統(tǒng)動力學與液壓系統(tǒng)相結合的基本理論和方法,在多體系統(tǒng)分析軟件ADAMS中建立了挖掘裝載機裝載工作裝置多體機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)模型,分析了裝載工作裝置在液壓系統(tǒng)驅動下工作的動力性能。 其次采用多體系統(tǒng)與有限元分析相結合的方法,建立了完整的裝載工作裝置的剛—彈耦合體模型,分析了裝載工作裝置在地面鏟掘、舉升等工況下的動態(tài)應力,得到了彈性部件的應力時間歷程和瞬時動態(tài)應力分布云圖,并通過試驗研究證明了該方法的正確性。分析結果為其疲勞壽命分析奠定了重要的基礎。 最后基于大型有限元軟件ANSYS的二次開發(fā)語言APDL實現(xiàn)了漸進結構優(yōu)化法和改進的漸進結構優(yōu)化法——雙向漸進結構優(yōu)化法,并采用雙向漸進結構優(yōu)化法對動臂結構進行拓撲優(yōu)化,得到了動臂合理的拓撲形狀。 總之,本文對挖掘裝載機裝載工作裝置進行了系統(tǒng)、深入的研究工作,在工作裝置的動態(tài)應力研究以及動臂結構拓撲優(yōu)化方面有創(chuàng)新性成果,為產(chǎn)品設計、改進提供了依據(jù)。同時,本文提出的一些方法可以應用到其他工程結構的動力分析、動態(tài)應力研究以及連續(xù)體結構的拓撲優(yōu)化中。 本文對裝載工作裝置特殊八桿機構的研究結果作為廠校協(xié)作項目應用在山東臨工工程機械廠產(chǎn)品的設計改進中,并投產(chǎn)獲取了顯著效益。
【圖文】：

同時具備裝載、挖掘兩種功能，是世界工業(yè)發(fā)達國家在20世紀80年代發(fā)展起來的產(chǎn)品[1,2]。它的用途十分廣泛，，非常適合于市政建設，特別是挖溝鋪設管線。挖掘裝載機除了挖斗和裝載斗外，還可以根據(jù)工程施工需要更換抓斗、松土器、起重叉、液壓錘和掃雪器等多種工作裝置以實現(xiàn)一機多用，因此可廣泛用于筑路、基建、礦山、油田及農(nóng)田水利建設、物料裝載、各種建筑基礎等，圖 1.1.1 為裝有各種工作裝置的挖掘裝載機。從結構上區(qū)分，挖掘裝載機有兩種形式：一種是帶側移架，另一種是不帶側移架。前者的挖掘工作裝置可以側移，挖斗收攏，運輸狀態(tài)時重心較穩(wěn)，有利于裝載和運輸。其缺點是：由于結構上的限制，支腿多為直腿，支撐點在車輪邊緣以內，兩支撐點距離較小，挖掘時整車穩(wěn)定性差（特別是側移架移到一側時）。這種形式的“兩頭忙”其功能重點是在裝載方面，該機型歐洲生產(chǎn)較多。后者的挖掘工作裝置不能側移，整個挖掘工作裝置可通過回轉支座繞車架后部中心作 180°回轉，其支腿為蛙式支撐，支撐點可以伸到車輪外側偏后，挖掘時穩(wěn)定性好，有利于挖掘能力的提高，其挖掘機構由于沒有側移架，造價相應也低。缺點是收斗時挖斗懸掛在車后部，外型尺寸長，運輸和裝載狀態(tài)時穩(wěn)定性差，對裝載和運輸有一定影響。此種機型功能重點是在挖掘上，它以美國生產(chǎn)居多[2]。

斯、福特、約翰·迪爾等公司也是生產(chǎn)挖掘裝載機的主年后也開始生產(chǎn)鉸接式挖掘裝載機。世界上著名的英國 JCB 挖掘機有限公司是英國最上最早制成第一臺挖掘裝載機的公司。到 80 年代末，挖掘裝載機的最大廠家。該公司生產(chǎn) 4 種型號的鉸接界上 120 多個國家和地區(qū)銷售了 59000 多臺。該產(chǎn)品歐洲第一位�？梢哉f該產(chǎn)品是北美以外的世界市場中最1990 年，世界上挖掘裝載機的銷售量為 48000~50JCB 銷售 9000 臺，福特為 7000 臺，而約翰·迪爾和卡年世界市場挖掘裝載機下降到 32000~41000 臺，其中凱取得決定性進展，以 8000 臺的銷售量位居第二，JCB 位，福特和約翰公司分別以 5000 臺左右列在第四、第挖掘裝載機的產(chǎn)銷量已躍居全球第一位了。1995 年，挖掘裝載機市場需求量趨向快速增長。據(jù)求活
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TH243

【引證文獻】

相關博士學位論文 前1條

1 常綠;礦用自卸汽車動力性、燃油經(jīng)濟性和平順性虛擬試驗技術研究[D];吉林大學;2007年

相關碩士學位論文 前10條

1 張富偉;汽車懸架轉向系統(tǒng)仿真優(yōu)化與集成設計[D];浙江大學;2010年

2 張興;沖擊條件下鐵路貨物縱向慣性力仿真研究[D];北京交通大學;2011年

3 鄭東京;挖掘機工作裝置的有限元分析及其仿真[D];西北農(nóng)林科技大學;2011年

4 于海增;輪式裝載機工作裝置的動力學仿真及疲勞耐久性分析[D];蘇州大學;2011年

5 閆振華;礦用自卸車車架靜態(tài)及動態(tài)應力數(shù)值模擬研究[D];吉林大學;2007年

6 胡延峰;ZL80G型裝載機工作裝置動臂油缸支承特性分析[D];吉林大學;2007年

7 王克軍;80型輪式裝載機結構部件性能分析[D];吉林大學;2008年

8 鄧磊;拖拉機驅動橋的有限元分析及拓撲優(yōu)化設計[D];合肥工業(yè)大學;2010年

9 王沖;漸進結構優(yōu)化方法及其在回轉體拓撲優(yōu)化中的應用研究[D];重慶大學;2012年

10 付建飛;TBM掘進機構動力學分析與研究[D];華東交通大學;2009年

本文編號：2619168