基于Ansys Workbench的装载机铲斗有限元分析

铲斗是装载机重要的工作部件,决定了装载机切削、铲装、运输物料的性能。文中采用AnsysWorkbench软件对某5t装载机铲斗的6种典型_T况进行有限元分析,获得铲斗的结构应力特点和变形情况,以及再要板件的最大应力及其位置,为避免铲斗结构应力集中、优化板件尺寸、强化结构关键部位等提供了有效的基础数据。     

基于不同工作载荷的铲斗结构特性分析

针对挖掘机铲斗在未达到理论寿命之前,便发生严重磨损或断裂等破坏现象的问题,研究了复合挖掘方式对铲斗结构特性的影响。基于工作装置应力特性选择了4种挖掘机典型工况,并分别基于挖掘阻力经验公式、单独挖掘理论挖掘力模型和复合挖掘理论挖掘力模型,计算出了某21 T挖掘机铲斗的工作载荷,采用有限元法计算了铲斗在不同载荷作用下的应力变形情况。研究结果表明:在相同工况下,复合挖掘方式对应更大的铲斗外载荷,同时对应更大的应力和变形;该结果验证了复合挖掘是一种造成铲斗破坏的重要因素这一结论,为挖掘机铲斗结构强度分析和优化设计提供了理论依据。     

挖掘机铲斗结构优化

采用传统的方法对挖掘机反铲工作装置的铲斗进行结构优化存在工作量大、不精确和不直观等缺点.利用Pro/E三维软件建立WY100C液压挖掘机铲斗实体模型,并应用Pro/Mechanica模块对挖掘机铲斗的设计模型在受最大应力的危险工况下挖掘时进行强度分析和变形分析.在证明了WY100-C挖掘机铲斗的设计满足强度要求前提下,运用参数优化设计的方法对铲斗的结构进行优化,减轻铲斗的重量,改善了铲斗的结构,为挖掘机铲斗的设计改进提供了理论依据,对其它液压挖掘机铲斗的研制开发也有一定的借鉴意义.     

挖掘机斗杆焊接工艺及开裂原因分析

<正>挖掘机斗杆为箱形焊接件,是挖掘机的主要受力件之一,必须具有抗压、抗弯、抗扭等功能,其强度和刚度要求较高。在正常挖掘工况下,斗杆所受应力较小,斗杆不易开裂;但是当斗杆缸和铲斗缸都达到极限应力时,斗杆所承受的力矩将超过其极限力矩,最终会导致斗杆开裂。本文以20t级挖掘机斗杆为例,叙述其斗杆结构和制作工艺,并分析其开裂原因。1.斗杆焊接结构(1)斗杆前端斗杆前端焊接了连接套,该连接套用于连接铲斗。由于铲斗承受挖掘机全部挖掘力,该挖掘力必然作用在连接套及斗杆前端焊缝上,铲斗偏载所产生的扭转力也由该处焊缝来传递。     

大型挖掘机铲斗结构分析及改进

根据市场部分用户反映,某型号挖掘机铲斗断裂部位集中于耳板与弓形板、侧板与加强板处.针对其易发生失效的部位,建立有限元模型进行强度分析,得到关键部位应力云图,找出结构设计存在的问题,从而为改进设计、提高挖掘机工作稳定性提供理论依据.     

基于LS-DYNA液压挖掘机铲斗强度仿真研究

为了研究实际工况中液压挖掘机铲斗的强度特征,利用LS-DYNA建立了柔性体铲斗实体模型与非线性显示动力学理论,构建土壤的本构模型;通过对铲斗挖掘土壤过程进行仿真,得到铲斗工作过程中极限应力值及铲斗的应力分布特点;所得结果为提高铲斗工作使用寿命提供了重要的依据,为铲斗的设计和使用提供一种新的手段和方法。     

液压挖掘机连杆开裂原因及改进方法

正1.开裂现象某型号30t级多台挖掘机均出现铲斗连杆(以下简称连杆)开裂故障。该连杆用于连接铲斗缸和铲斗,是挖掘机作业时的重要受力部件。挖掘时,铲斗缸产生的推力通过连杆传递到铲斗上,连杆承受较大的压力。卸土时,铲斗自身质量及斗内粘接的土壤对连杆产生较大的拉力。由此可见,连杆承受较大的交变载荷。连杆受力如图1a所示。该型挖掘机连杆下端销套与铲斗连接,上端销套与铲斗缸活塞杆连接。中间连接部分为16mm厚的筋板,两侧用22mm厚钢板弯曲成弯板,筋板和弯板材料均为Q345B型钢,与上、下端销套焊接在一起。连杆结构及开裂部位如图     

基于SolidWorks的挖掘机铲斗分析与优化设计

挖掘机铲斗是挖掘机工作装置中最为重要的部件之一,其在工作时,与石块、土壤等直接接触,工作条件极为恶劣。其结构设计的合理与否,直接影响到挖掘机铲斗的使用寿命。为解决这一问题,采用SolidWorks Simulation对挖掘机铲斗进行有限元分析,采用实体、壳体混合有限元网格模型,并进行相应的约束及载荷的加载,得到其在极端条件下的应力分布状态。并应用SolidWorks Simulation中结构参数优化功能,对挖掘机铲斗进行优化设计,以此改善挖掘机铲斗在极端工况下的受力,从而提高其使用寿命。     

液压挖掘机工作装置复合动作时动力学仿真分析

复合动作是液压挖掘机常用的挖掘方式。文中用Pro-E对液压挖掘机进行了三维建模,建立了挖掘机工作装置的虚拟样机。通过对工作装置在复合工作时的动力学分析,得到了挖掘机的动臂、斗杆、铲斗等主要铰接点力的特性曲线,揭示了挖掘机挖掘工作过程中各构件的动力学特性规律,为进一步分析挖掘机的结构特性和应力分布提供了结构件的载荷分布情况,从而为挖掘机的设计提供理论依据。     

HQ80C钢制铲斗的CO2焊接

我公司与欧洲某公司签定出口一批挖掘机系列铲斗的合同。根据合同要求研发部门设计了9种不同型号的挖掘机铲斗，其中CH1236型铲斗被定为首批试制样品。CH1236型铲斗为全焊接结构，重量390kg；铲斗选用的材料主要为HQ80C钢和Q345钢，外形尺寸约1195mm×894mm（图略）。其主要焊接部位有斗前壁和斗前沿，即斗前板与立板和斗底与斗前板的焊接。图样规定的接头形式及坡口尺寸如图1和图2所示。     

WK-35矿用挖掘机铲斗结构特性研究

围绕WK-35矿用挖掘机铲斗结构特性开展研究,分析几种典型设计工况下WK-35矿用挖掘机铲斗结构的刚度和强度,为相关设计的开展提供理论依据。     

基于有限元分析的装载机铲斗结构优化

装载机铲斗的形状、结构复杂,传统的类比经验设计方法难以计算应力分布,结构设计不尽合理,存在很大的盲目性.采用Pro/E完成铲斗三维实体建模,然后将模型导入ANSYS中,进行铲斗的有限元分析,同时对各板件的厚度进行了结构优化.分析结果表明:铲斗在满足性能和强度要求的前提下实现了轻量化,对铲斗及其他复杂结构件的优化设计具有指导意义.     

挖掘机铲斗耳板轴孔修复工艺

正1.磨损情况我公司5台挖掘机主要用于露天钼矿的开采、选矿及装车。由于生产任务量大,造成挖掘机工作装置各部件磨损较大,尤以挖掘机铲斗磨损最为严重。为此,我公司另外购置了2个该型挖掘机铲斗,用于这5台挖掘机维修铲斗时替换使用。这些挖掘机铲斗与斗杆连接处磨损较大,其中铲斗耳板轴孔磨损最为严重。该轴孔磨损后,挖掘作业时会使铲斗与斗杆连接头处产生剧烈冲击,造成斗杆轴孔及销轴的磨损,甚至导致铲斗缸损坏。以上部件损坏后,都需进行修理或更换。     

液压挖掘机动臂内部筋板的拓扑优化设计

分析了液压挖掘机的典型工况及受力情况,并在铲斗挖掘工况下对其动臂进行了有限元计算。针对动臂内部筋板的布局,提出了一种箱型结构内部加强筋的布局优化方法,并基于渐进结构优化方法(ESO),对内部筋板的布局进行了拓扑优化,快速简便地确定了箱型结构内部加强筋的布局。对比优化前后有限元分析结果表明,此方法能够减小结构最大等效应力并减少高应力区。用试验验证了此方法的有效性和实用性。     

反铲挖掘机铲斗设计及仿真分析研究

在液压挖掘机结构组成中,铲斗是液压挖掘机对物料进行挖掘和装卸的重要工具.在铲斗设计过程中,要保证足够的强度和耐磨性.介绍反铲挖掘机铲斗结构设计原则、铲斗斗形设计、铲斗斗容计算.采取有限元分析仿真优化方法,得到以下结论:在正载有限元分析中,铲斗安全系数要在2.0以上;在底部冲击载荷中,铲斗安全系数在3.0以上,满足设计要...     

大型挖掘机铲斗焊接质量研究

液压挖掘机的工作环境恶劣,铲斗作为液压挖掘机主要的受载部件,在工作中承受着绝大多数的载荷,是最常发生故障的部分,其结构性能对挖掘机的整机性能、工作可靠性和安全性有重要的影响。以液压挖掘机铲斗设计结构及焊接件的制造工艺和生产实践为基础,结合具体实例,研究分析液压挖掘机铲斗几种典型的焊接故障,并进行针对性结构设计改进。本课题就围绕着如何降低铲斗的故障率,提高产品质量的目的展开,通过对其产品结构和生产过程进行研究,以找出有效的控制手段。     

液压挖掘机转台有限元分析与疲劳强度评估

为了分析转台疲劳强度对液压挖掘机使用寿命的影响,根据某型号液压挖掘机结构形式,利用Ansys分析软件建立了整机有限元分析模型。工作装置中的转台、动臂、斗杆和铲斗铰接处销轴均采用非线性接触实体单元进行分析,较为真实地模拟力的传递。对偏载和侧载两种工况进行结构仿真分析,确定工作装置的应力分布,并通过对转台的静力分析和疲劳强度评估,确定危险部位,分析确定其静强度不足部位以及疲劳失效原因,为挖掘机转台结构轻量化设计提供了理论依据。     

小型挖掘机工作装置仿真分析及轻量化设计

为降低挖掘机的生产成本,实现高效益、可持续的企业目标,以6 t小型挖掘机为研究对象,通过仿真分析和结构优化,对该型号挖掘机的工作装置进行轻量化设计。利用ANSYS软件对三种不同姿态下的动臂、斗杆和铲斗进行数值模拟和受力分析,并引入导重法对工作装置进行轻量化设计。结果表明,在满足材料许用应力的情况下,工作装置整体轻量化21.33%,达到了预先的设计目标。通过轻量化,极大地降低了工作装置的生产成本,为今后开展挖掘机的轻量化设计提供参考。     

斗轮挖掘机取料过程的离散元仿真分析

采用离散元法对WUD 400/700型输煤斗轮挖掘机的取料过程进行数值模拟,分析了颗粒的运动形态与速度分布、不同进给速度对取料效率的影响、不同铲斗几何结构对工作载荷的影响。结果表明:离散元仿真切屑体积的变化趋势与理论切屑体积的变化过程相符,证实了仿真模型的正确性;当斗轮转速为5 r/min时,斗轮挖掘机分层分段取料作业的最优进给速度为0.35 m/s;椭圆曲面铲斗的工作载荷σP明显小于圆弧曲面铲斗的σP,铲斗前壁的σP小于后壁的σP。本研究显示离散元仿真是分析输煤斗轮挖掘机取料过程的一种有效数值手段,可为斗轮挖掘机进给速度的合理选择、铲斗几何结构的有效改进提供参考。     

液压挖掘机齿尖挖掘力的间接检测方法（英文）

液压挖掘机的挖掘力是反映挖掘机工作状态的一个重要参数。基于挖掘机工作装置的力学分析,建立了反应连杆机构截面应力与铲斗挖掘力之间关系的数学模型,并提出了一种新的挖掘力测量方法。通过有限元模拟分析,得到了连杆机构截面应力在不同挖掘力的仿真结果,与理论计算的误差约为8%。仿真结果验证了该测量方法的可行性。