發(fā)布時間：2017-11-19 02:15

  本文關鍵詞：WK-75型礦用挖掘機鏟斗斗桿組件疲勞壽命分析

  更多相關文章： 機械式礦用挖掘機 鏟斗斗桿組件 有限元法 疲勞壽命

【摘要】：礦用機械式挖掘機是大型露天礦中關鍵的機械設備,其疲勞耐久性和可靠性直接影響著大型露天礦的生產效率和經濟效益;同時,隨著《中國制造2025》這一戰(zhàn)略的提出,開發(fā)具有節(jié)能環(huán)保、質量可靠、節(jié)省成本和性能良好的產品成為新時期工程機械領域的發(fā)展方向。論文結合國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)項目“75m~3大型露天礦用挖掘機研制(NO.2012AA062001)”,對WK-75型礦用挖掘機鏟斗斗桿組件的疲勞壽命進行研究,包括對鏟斗斗桿組件的靜力學強度分析和校核,挖掘過程的離散元仿真分析和剛體動力學仿真分析,并在此基礎上考慮不同物料的物理性能差異,計算鏟斗斗桿組件挖掘不同級別物料時的疲勞壽命。在查閱國內外相關文獻的基礎上,綜述了機械式挖掘機的發(fā)展歷程、目前主要的研究方向及其應用技術。結合多軸疲勞破壞準則,針對目前機械式挖掘機工作裝置的疲勞分析中載荷譜難以獲取的問題,提出一種新的解決辦法來計算鏟斗斗桿組件疲勞壽命,并進行了以下工作:首先,在ANSYS Workbench軟件中建立了有限元分析計算模型,在鏟斗危險工況和斗桿危險工況下分別進行分步仿真計算,校核鏟斗斗桿組件的靜力學強度。結果顯示,鏟斗斗桿組件符合靜力學強度要求,且在斗桿危險工況下其應力水平較高,因此該工況下的分析結果可作為疲勞壽命計算的基礎。其次,基于離散單元法理論,在EDEM軟件中進行了挖掘物料過程仿真計算,對挖掘過程中鏟斗內物料重力及挖掘阻力的變化規(guī)律進行分析,并對仿真得到的載荷時間歷程結果進行處理,減弱了計算結果因為顆粒生成的隨機性引起的大幅波動。從動力學理論出發(fā),以經過處理的載荷時間歷程結果作為輸入參數(shù),在ADAMS軟件中進行了典型作業(yè)過程仿真分析,獲得了提升力和推壓力的載荷時間歷程。最后,基于多軸高周疲勞壽命準則,以斗桿危險工況下的有限元計算結果作為基礎文件,結合采用Seeger算法估算得到的鏟斗斗桿組件疲勞性能參數(shù),將仿真所得各載荷時間歷程與靜力學分析中各個載荷步進行關聯(lián),在FE-SAFE軟件中選擇von Mises-Goodman算法計算了鏟斗斗桿組件的疲勞壽命。此外,在前述工作的基礎上更改載荷比例因子,結合載荷比例因子與物料等級的對應關系,得到了挖掘不同級別物料鏟斗斗桿組件的疲勞壽命。本課題的研究為大型礦用機械式挖掘機工作裝置的疲勞壽命分析提供了方法指導;為工程中WK-75型挖掘機的檢修決策和結構改進提供了依據;對同系列大型礦用挖掘機的有限壽命設計和結構優(yōu)化設計具有一定的參考價值。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD422.2

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前10條

1 翟永昌;;4米~3電鏟斗桿聯(lián)接器的改進[J];礦山機械;1978年04期

2 李克成,吳剛,鄭春剛,張宏光;高強度變截面等斷面斗桿的研制[J];礦山機械;2002年03期

3 鄭德超;秦飛;;礦用挖掘機斗桿的動態(tài)特性[J];煤礦機械;2009年06期

4 鄒德福;周亞平;;4米~3電鏟斗桿動載應力測試與斷裂分析[J];礦山機械;1980年04期

5 楊炳榮;長斗桿外圓光整加工[J];工程機械;1981年10期

6 崔曉東,洪毅;挖掘機斗桿的手工電弧焊修復[J];礦山機械;2004年04期

7 鄭德超;劉占全;;礦用挖掘機斗桿過渡斷面的結構優(yōu)化[J];煤礦機械;2013年03期

8 唐國翌，，蘇毅，陳卓華，劉雅娣，范華，李少華，蔡其鞏;大型挖掘機斗桿早期失效與鋼的動態(tài)斷裂特性[J];機械工程學報;1994年S1期

9 姚河省,高素荷;機械式礦用挖掘機斗桿斷裂機理初探[J];機械工程學報;2000年07期

10 李治成;潘洪生;;4m~3礦用挖掘機斗桿的檢修與裝配[J];礦山機械;1992年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據庫 前5條

1 張得儉;柯貞東;;輪胎式挖掘機斗桿斷裂力學分析[A];2009海峽兩岸機械科技論壇論文集[C];2009年

2 張得儉;柯貞東;;輪胎式挖掘機斗桿斷裂力學分析[A];十三省區(qū)市機械工程學會第五屆科技論壇論文集[C];2009年

3 胡志義;王創(chuàng)民;張陵;周進雄;孫清;;礦山挖掘機斗桿斷裂失效分析[A];中國力學學會學術大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

4 張得儉;柯貞東;;輪胎式挖掘機斗桿斷裂力學分析[A];2010全國機械裝備先進制造技術(廣州)高峰論壇論文匯編[C];2010年

5 王成文;陳培君;朱覺新;劉渭沂;田文珍;;大型挖掘機斗桿焊接技術研究及壽命測算[A];第九次全國焊接會議論文集（第2冊）[C];1999年

中國碩士學位論文全文數(shù)據庫 前9條

1 應濤濤;液壓挖掘機斗桿結構優(yōu)化研究[D];貴州大學;2015年

2 白晶;WK-75型礦用挖掘機鏟斗斗桿組件疲勞壽命分析[D];太原理工大學;2016年

3 左杰;焊接斗桿結構應力強度因子分析[D];中南大學;2013年

4 趙學龍;挖掘裝載機伸縮斗桿的有限元分析和應力測試[D];吉林大學;2012年

5 呂孟;液壓挖掘機多路閥斗桿回路與閥口特性分析[D];長安大學;2013年

6 田敏軍;WK-10B挖掘機斗桿斷裂因素的分析與修復方法的研究[D];遼寧工程技術大學;2005年

7 譚明敏;高頻沖擊下挖掘機動臂和斗桿動態(tài)特性及疲勞壽命研究[D];中南大學;2011年

8 譚洪奎;挖掘機斗桿液壓缸無桿腔緩沖過程流場模擬分析[D];山東大學;2012年

9 倪文彬;LG挖掘機斗桿槽板深彎成形工藝研究[D];山東大學;2011年

本文編號：1201959