液压挖掘机反铲工作装置动态仿真研究

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4、彦虎教授级高工二○一五年六月摘要摘要液压挖掘机作为重要的工程机械，凭借可靠、优良的性能在矿山开采、煤炭、基础建设等土方工程中应用广泛，液压挖掘机在我国的经济建设中发挥着重大作用。挖掘机工作装置以及液压系统在挖掘工作时面临恶劣的环境，所以改进液压系统动态特性和增强工作装置的质量、可靠性是我国挖掘机厂商需解决的问题。通过计算机仿真可以降低试验成本，缩短设计周期，提高挖掘机的设计水平。本文对挖掘机工作过程中工作装置的机械系统和液压系统的变化规律展开研究。利用Solidworks对挖掘机进行三维建模，将Solidworks建立的模型导入到ADAMS中，重

5、新定义约束驱动等，对模型简化后建立运动学模型。对挖掘机工作装置进行运动学仿真研究。得出铲斗运动包络图以及挖掘机的主要工作参数。将ADAMS模型施加载荷后建立动力学模型，对挖掘机进行动力学仿真研究，得出挖掘机工作装置各铰接点的受力变化情况。在ANSYS/Workbench中建立动臂和斗杆的有限元模型，将动力学仿真的三个工况中受力最大时刻的力加载到有限元模型中，对动臂和斗杆分别进行强度校核，对结构进行改进，通过优化结构使动臂和斗杆都满足强度要求。运用AMESim建立挖掘机工作装置的液压系统模型，以及工作装置的机械模型，在AMESim中进行机液联合仿真

6、，研究了液压系统的动态响应。利用AMESim中建立的液压系统模型和ADAMS建立的动力学模型，通过两个软件进行联合仿真分析，研究了工作过程中液压系统的动态响应，为工作装置和液压系统的优化设计提供新的思路和方法。关键词：挖掘机；液压系统；联合仿真；ANSYS/Workbench；ADAMS；AMESimAbstractAbstractHydraulicexcavatorisanimportantengineeringmachinery.Withreliable,highperformanceHydraulicwaswidelyusedinminin

7、g,coal,infrastructureandotherearthworks.HydraulicexcavatorsplayasignificantroleinChina'seconomicconstruction.Excavatorworkingdeviceandhydraulicsystemsworkinharshenvironments.Sotheexcavatormanufacturersofourcountrynotonlyneedtoimprovethedynamiccharacteristicsofthehydraulicsyst

8、em,butalsoenhancethequalityandreliabilityoftheworkdevice.Theexcavato