装载机铲斗强度分析方法研究

杨 宁，李 冰，徐武彬，张继尧

（广西科技大学机械工程学院，广西 柳州 545006）

1 引言

装载机作为应用广泛的土方机械之一，其作业对象通常是碎石、沙子、土壤、粮食等散体物料，装载机铲斗作为与物料直接接触的工作装置，其结构强度和优化设计对整机的工作效率和燃油消耗的影响不言而喻[1]。在全球节能减排和环境保护的大趋势下，工程机械作为排放大户，面对着巨大的压力和挑战，在国内外龙头企业的带领之下，工程机械也走上了节能减排的发展道路，更加注重产品的轻量化等优化设计设计，这就对强度分析理论提出了新的要求。

长期以来，作为引发铲斗等工作装置受力不均、容易变形、疲劳破坏的原因之一，散体物料内部运动以及散体物料与设备体之间的相互作用没有得到充分的关注和考虑，现存的强度分析仅仅是借助有限元的方法，是一种基于理论经验指导的评价方法，即拿经验公式计算得来的数据当作恒定载荷加载到工作装置相关结构中去进行计算[2－8]。这样存在以下问题：（1）虽然能够了解铲斗的整体强度，保证产品的强度在使用范围之内，但是无法满足对铲斗等工作装置结构强度的全面了解和把握，换句话说，该方法只是完成了强度校核的工作，但是并不代表着强度满足要求的同时结构也是最优的；（2）在实际作业中物料和铲斗之间是一种比较复杂的相互作用关系，铲斗物料之间的接触具有高度非线性的特点，模拟结果的可靠性有待进一步研究，那么基于经验法而来的铲斗结构优化也需要重新考虑；……