微型挖掘機工作裝置的有限壽命設(shè)計研究.pdf

1、微型挖掘機有回轉(zhuǎn)半徑小、作業(yè)空間小、機動靈活及操作方便等優(yōu)點，在工程維護現(xiàn)場清理、園林建設(shè)及城市改造等工程中替代人工勞動，發(fā)揮著巨大的作用。疲勞破壞是微型挖掘機工作裝置的主要失效形式，當前國內(nèi)外對微型挖掘機工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計一般采用靜強度設(shè)計方法，對工作裝置疲勞壽命設(shè)計研究較少，本文以微型挖掘機工作裝置為研究對象，對工作裝置進行疲勞壽命分析和有限壽命設(shè)計研究。
　　 通過對微型挖掘機工作裝置的組成及其功能原理分析，擬定工作裝置的主

2、要技術(shù)參數(shù)，建立工作裝置的三維模型;采用D-H法對工作裝置進行運動分析，計算出工作裝置各部件位置姿態(tài);通過對工作裝置進行受力分析，得到各鉸接點的力學(xué)方程;對工作裝置關(guān)鍵部件進行有限元強度分析，求得鏟斗、斗桿及動臂的應(yīng)力分布及疲勞壽命薄弱位置。
　　 將挖掘機的工作過程離散為7個工況位置，對挖掘機各個工況位置進行模擬分析，運用CAD圖解法對工作裝置各個部件工況位置進行尺寸參數(shù)查詢、載荷計算。通過對挖掘機各部件在這7個工況下的有限元

3、分析，求得各個部件的應(yīng)力應(yīng)變，建立疲勞危險點的近似應(yīng)力應(yīng)變時間歷程。運用局部應(yīng)變法對鏟斗、斗桿及動臂進行疲勞壽命估算。
　　 考慮經(jīng)濟性及維修性，計算出工作裝置的設(shè)計壽命。建立有限壽命優(yōu)化模型，采用響應(yīng)面法對動臂進行有限壽命設(shè)計。經(jīng)過有限壽命設(shè)計的動臂在能滿足疲勞壽命要求下，質(zhì)量減輕16.6％，材料力學(xué)性能得到了高效利用。
　　 通過本課題的研究，將為微型挖掘機工作裝置的疲勞壽命估算及有限壽命設(shè)計提供方法指導(dǎo)，有助于挖掘