本文關(guān)鍵詞： 挖掘機(jī) 動臂 ANSYS 有限元 模態(tài)分析 諧響應(yīng)分析　出處：《長沙理工大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：動臂結(jié)構(gòu)是反鏟式液壓挖掘機(jī)工作裝置的重要組成部件，其好壞直接關(guān)系到挖掘機(jī)的綜合性能和使用壽命。隨著自主品牌挖掘機(jī)的崛起，國內(nèi)的挖掘機(jī)主機(jī)廠開始注重產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和研發(fā)。特別是隨著有限元方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，，利用虛擬仿真平臺進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，能夠大大降低產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)成本和縮短時(shí)間周期。本文以國內(nèi)某大型企業(yè)生產(chǎn)的某型挖掘機(jī)動臂結(jié)構(gòu)作為研究對象，利用虛擬仿真技術(shù)對其進(jìn)行靜動態(tài)特性分析，全面評估產(chǎn)品的可靠性，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了仿真過程的合理性。 首先，介紹了挖掘機(jī)的發(fā)展趨勢和技術(shù)現(xiàn)狀，指出了動臂結(jié)構(gòu)的常見失效形式以及傳統(tǒng)的動臂分析技術(shù)存在的不足，常見的故障表明高應(yīng)力水平的焊接區(qū)域是影響挖掘機(jī)使用壽命的重要因素。然后，利用HyperMesh軟件對已有的動臂三維模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并基于大型商業(yè)軟件ANSYS進(jìn)行動臂有限元模型的建立。通過對動臂在舉升至最高位置、水平位置和降至最低位置的三種典型工況進(jìn)行剛度、強(qiáng)度仿真分析，表明動臂結(jié)構(gòu)滿足靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求；通過對動臂結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析及諧響應(yīng)分析，全面了解結(jié)構(gòu)的動態(tài)性能，為后續(xù)挖掘機(jī)整機(jī)動力頻率的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。最后，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明測試數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)能夠較好的擬合，說明本文所采用的分析思路和方法對于動臂結(jié)構(gòu)的動靜態(tài)特性研究是有效的。 通過對某型挖掘機(jī)動臂結(jié)構(gòu)的靜動態(tài)特性仿真分析，快速了解設(shè)計(jì)產(chǎn)品的靜動態(tài)特性，大大降低了對物理樣機(jī)試驗(yàn)的依賴，縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期，為企業(yè)快速響應(yīng)市場進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)提供技術(shù)保障。
[Abstract]:Arm structure is an important component of the working device of backhoe hydraulic excavator, which is directly related to the comprehensive performance and service life of excavator. With the rise of independent brand excavator. Domestic excavator mainframe factory began to pay attention to product design and development, especially with the wide application of finite element method and computer technology, using virtual simulation platform for product design. It can greatly reduce the cost of product design and development and shorten the time period. In this paper, the structure of a certain excavator arm produced by a large enterprise in China is taken as the research object. The static and dynamic characteristics of the product are analyzed by virtual simulation technology, and the reliability of the product is evaluated, and the rationality of the simulation process is verified by experiments. Firstly, the development trend and technology status of excavator are introduced, and the common failure forms of arm structure and the shortcomings of traditional arm analysis technology are pointed out. The common faults show that the welding area with high stress level is an important factor affecting the service life of excavator. Then, the existing 3D model of moving arm is meshed with HyperMesh software. The finite element model of the arm is built based on the large-scale commercial software ANSYS. The stiffness of the arm is carried out under the three typical conditions of lifting up to the highest position, horizontal position and lowering to the lowest position. The strength simulation analysis shows that the structure of the arm meets the requirements of static strength design. Through the modal analysis and harmonic response analysis of the arm structure, the dynamic performance of the structure is fully understood, which provides guidance for the design of the dynamic frequency of the subsequent excavator. Finally, the simulation results are verified by the design experiment. The results show that the test data and the simulation data can be fitted well. It is shown that the analytical ideas and methods used in this paper are effective for the study of the dynamic and dynamic characteristics of the arm structure. Through the simulation and analysis of the static and dynamic characteristics of a certain excavator arm structure, the static and dynamic characteristics of the designed product are quickly understood, which greatly reduces the dependence on the physical prototype test and shortens the research and development cycle of the product. For enterprises to quickly respond to the market for design and development to provide technical support.
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU621

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1491167