本文關(guān)鍵詞：液壓挖掘機(jī)工作裝置動(dòng)力學(xué)仿真研究及軟件開發(fā)

  更多相關(guān)文章： 礦用挖掘機(jī) 動(dòng)靜法 疲勞壽命 軟件開發(fā)

【摘要】：礦用挖掘機(jī)工作環(huán)境惡劣,受挖掘阻力、劇烈沖擊和振動(dòng)載荷,導(dǎo)致工作裝置疲勞破壞。因此對(duì)礦用挖掘機(jī)工作裝置進(jìn)行動(dòng)力學(xué)和疲勞分析有著重要的意義。本文以某型號(hào)礦用挖掘機(jī)工作裝置為研究對(duì)象。首先,根據(jù)測試得到的各液壓缸的長度隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)對(duì)工作裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)理論計(jì)算,求出工作裝置各構(gòu)件的角速度和角加速度。其次,將挖掘機(jī)工作裝置三維模型從Pro/E導(dǎo)入ADAMS中,把液壓缸長度隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)作為ADAMS動(dòng)力學(xué)模型的輸入并進(jìn)行仿真,提取各構(gòu)件的角速度和角加速度隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)并和理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。再次,基于ANSYS的APDL語言建立工作裝置參數(shù)化的有限元模型,把計(jì)算出的工作裝置各構(gòu)件的角速度和角加速度作為慣性力施加在有限元模型上求解,提取有限元模型中各液壓缸軸力隨時(shí)間變化數(shù)據(jù)并和ADAMS中提取的軸力進(jìn)行對(duì)比。對(duì)工作裝置的動(dòng)態(tài)應(yīng)力進(jìn)行測試,并和ANSYS中模型相應(yīng)點(diǎn)的模擬值進(jìn)行對(duì)比。提取有限元模型中各節(jié)點(diǎn)等效應(yīng)力隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)作為疲勞分析中各節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力歷史,結(jié)合雨流計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)方法和線性累積損傷理論,計(jì)算工作裝置各部位的疲勞壽命。最后,以Visual Basic 6.0和ANSYS軟件的參數(shù)化設(shè)計(jì)語言APDL為工具,開發(fā)了挖掘機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)分析軟件。本論文采用在靜力學(xué)模型上施加慣性力的動(dòng)靜法對(duì)挖掘機(jī)工作裝置的動(dòng)應(yīng)力進(jìn)行模擬計(jì)算,根據(jù)模擬的動(dòng)態(tài)應(yīng)力歷史數(shù)據(jù)計(jì)算出的疲勞壽命較低區(qū)域與挖掘機(jī)實(shí)際開裂區(qū)域吻合,證明該方法的可行性。開發(fā)的結(jié)構(gòu)分析軟件實(shí)現(xiàn)了挖掘機(jī)工作裝置疲勞分析的界面化操作,方便了設(shè)計(jì)人員利用有限元技術(shù)指導(dǎo)礦用挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)。
【關(guān)鍵詞】：礦用挖掘機(jī) 動(dòng)靜法 疲勞壽命 軟件開發(fā)
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD422.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題背景和研究意義10
• 1.2 國內(nèi)外挖掘機(jī)研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 國外挖掘機(jī)的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國內(nèi)挖掘機(jī)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 液壓挖掘機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理13-16
• 1.3.1 液壓挖掘機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)介紹13-14
• 1.3.2 挖掘機(jī)工作裝置工作原理14-16
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 工作裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算18-27
• 2.1 工作裝置各構(gòu)件角速度和角加速度計(jì)算18-22
• 2.1.1 動(dòng)臂、動(dòng)臂液壓缸角速度和角加速度計(jì)算18-19
• 2.1.2 斗桿、斗桿液壓缸角度和角加速度計(jì)算19-20
• 2.1.3 搖桿、鏟斗液壓缸角度和角加速度計(jì)算20-21
• 2.1.4 連桿、鏟斗角度和角加速度計(jì)算21-22
• 2.2 測試數(shù)據(jù)的處理22-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第3章 工作裝置動(dòng)力學(xué)分析27-40
• 3.1 動(dòng)力學(xué)仿真分析主要內(nèi)容27
• 3.2 基于ADAMS的工作裝置動(dòng)力學(xué)仿真27-39
• 3.2.1 虛擬樣機(jī)技術(shù)介紹27-29
• 3.2.2 ADAMS軟件簡介29-31
• 3.2.4 ADAMS中動(dòng)力學(xué)仿真31-36
• 3.2.5 運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果36-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 第4章 工作裝置的疲勞壽命分析40-60
• 4.1 結(jié)構(gòu)疲勞簡介40-45
• 4.1.1 疲勞壽命40-42
• 4.1.2 結(jié)構(gòu)疲勞壽命的主要影響因素42
• 4.1.3 金屬材料的S-N曲線42-44
• 4.1.4 疲勞累積損傷理論44-45
• 4.2 工作裝置應(yīng)力譜的計(jì)算45-54
• 4.2.1 基于ANSYS的工作裝置應(yīng)力歷史的計(jì)算45-48
• 4.2.2 工作裝置動(dòng)應(yīng)力測試48-50
• 4.2.3 測試結(jié)果和計(jì)算結(jié)果對(duì)比50-54
• 4.3 基于名義應(yīng)力法的工作裝置疲勞壽命計(jì)算54-59
• 4.3.1 名義應(yīng)力法介紹54-55
• 4.3.2 雨流計(jì)數(shù)法統(tǒng)計(jì)載荷歷程55-57
• 4.3.3 工作裝置疲勞壽命計(jì)算結(jié)果57-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第5章 挖掘機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)分析軟件開發(fā)60-71
• 5.1 軟件開發(fā)的工具簡介60-62
• 5.1.1 VB語言簡介60
• 5.1.2 VB與ANSYS的接口和二次開發(fā)60-62
• 5.1.3 軟件的功能與特點(diǎn)62
• 5.2 軟件的安裝與運(yùn)行62-70
• 5.2.1 軟件安裝62-63
• 5.2.2 軟件的登陸63
• 5.2.3 軟件的運(yùn)行63-64
• 5.2.4 軟件操作64-70
• 5.3 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果76-77
• 致謝77

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