挖掘机工作装置动力及有限元联合仿真分析

何　君，桂　莹

(贵州工业职业技术学院，贵州贵阳550008)



挖掘机工作装置动力及有限元联合仿真分析

何君，桂莹

(贵州工业职业技术学院，贵州贵阳550008)

摘要：通过PROE软件对挖掘机工作装置进行三维模型的建立，在多体动力学软件ADAMS中对工作装置虚拟样机进行了动力学仿真分析，得出了挖掘机工作装置在复挖掘工况下各铰点的受力情况。取各铰点最大受力姿态及大小为工作装置进行有限元分析,为设计优化提供依据。

关键词：液压挖掘机工作装置动力学仿真有限元分析

0引言

液压挖掘机工作装置设计是一项反复且复杂的过程，各结构设计是否满足工况要求直接影响挖掘机的质量。本文通过动力学仿真软件ADAMS及有限元分析软件ANSYS对某型号挖掘机工作装置进行联合仿真，大大提高了设计人员的工作效率。

1液压挖掘机工作装置模型

液压挖掘机工作装置由动臂、斗杆、铲斗、连杆机构、动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸几部分组成[1]，如图1所示。为便于分析，对工作装置各铰点进行编号，如图2所示。

图1　工作装置三维模型　　　图2　工作装置铰点分布

2挖掘机工作装置动力学分析

2.1复合挖掘工况下挖掘阻力的确定

在对挖掘阻力进行计算时，通常将其近似认为作用于铲斗的斗齿尖上[2]。并将挖掘阻力在切线及法线方向上进行分解。将阻力分解为挖掘轨迹切线方向上的切向挖掘阻力Wt及垂直于挖掘轨迹的法向挖掘阻力Wn。其经验公式如下所示[3]：

切向阻力：Wt=k0bh

法向阻力：Wn=φWt