关键词：挖掘机;工作装置;结构强度;轻量化设计
摘 要：为减轻WYD260矿用液压挖掘机工作装置质量,采用多体动力学方法,建立了工作装置刚柔耦合模型,分析了工作装置各位置斗杆液压缸挖掘力、铲斗液压缸挖掘力及工作装置强度,在斗杆液压缸最大挖掘力位置,工作装置动臂、斗杆静态应力最大。采用离散元方法,建立了矿山岩石离散元模型,分析了斗杆挖掘工况铲斗的动态挖掘阻力,并分析了工作装置挖掘、举升、回转过程中动臂、斗杆的受力与应力,得到了斗杆最大动态应力与工作装置位置的关系。对比斗杆静态最大应力、动态最大应力,认为最大应力对应的斗杆受力为斗杆最大外载荷。采用有限元拓扑优化方法,施加斗杆最大外载荷,对斗杆进行了结构优化,使斗杆质量减轻了2.3 t。研究结果表明,通过工作装置结构强度分析与拓扑优化方法,能够达到工作装置轻量化设计的目的。
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