基于仿真分析和动应力试验的旋挖钻机桅杆结构强度研究.pdf

《基于仿真分析和动应力试验的旋挖钻机桅杆结构强度研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、CAD／cAE／cAPP／cAM现代制造工程(ModemM粕ufactudngEn舀neering)2015年第11期基于仿真分析和动应力试验的旋挖钻机桅杆结构强度研究林浩1，刘志明2，陈璨2，刘德昆2(1北京航星机器制造有限公司，北京100013；2北京交通大学机电学院，北京100044)摘要：以SR280型旋挖钻机桅杆为研究对象，基于仿真分析和动应力试验对其结构强度进行研究。通过仿真分析，获得桅杆在三种极限工况下的载荷传递特性和VonMises应力分布，并对仿真结果进行分析；通过动应力试验，获得桅杆一维应力谱和等效应力值，

2、并对其疲劳强度进行评估。综合仿真分析和动应力试验的结果证明，桅杆结构满足强度要求。关键词：旋挖钻机；桅杆；结构强度；仿真；动应力中图分类号：THl6文献标志码：A文章编号：1671-3133(2015)11—0075珈5Thestmcturalstrengthstudy0ftherotarydrnlingrig’m嬲tbasedonthesimlllationanalysisanddyn蜀哪血cstI．esstestLinHa01，LiuZhimin一，ChenCaIl2，kuDekun2(1BeijingHangxingTe

3、chnologyDevelopmentCo．Ltd．，Beijing100013，China；2SchoolofMechanical，ElectmIlicandContmlEn舀neering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China)Abstract：TaI【ingthem鹊tofmtarydriUingrigtllatissR280astheresearchobject锄db嬲edont}Iesimlllation粕alysisanddynaIIlicstI_esstest

4、，thestmcturalstI℃n昏hisstudied．Throughthesimulation粕alysis，load岫sferchar习lcteristicsandtlleVonMisesstI_esscontourplotsaregeneratedundertllreekindsofextremeoperatingconditions，andthereslllt0fsimulationis粕a—lysed．Throughtlledyn锄icsntsstest，theone·dimensionalstI．essspec

5、tmmandequivalentstressaregenerated，andf缸iguestrengthisevaluated．Theresultsof山esimulationanalysisanddynalllicstresstestindicatetllestmctureofmastcanmeetthere—quirementofsneng山．KeywoHk：mtarydriUingrig；m鹊t；stmcturalstren昏h；simulation；dynalllicstress0引言旋挖钻机凭借其优越的施工性能、较高

6、的工作效率和多样的功能，成为建筑施工现场重要的工程机械。随着我国水利工程、高速铁路、电力电网和城市轨道交通等大型基础设施建设规模的不断增大，旋挖钻机迎来了巨大的发展机遇⋯。目前，国内工程机械制造行业在自主研发旋挖钻机时，往往难以保证所设计的桅杆结构强度和可靠性满足要求，在实际工程运用中桅杆出现结构破坏的概率较高。桅杆作为旋挖钻机最关键的部件，其结构强度和使用寿命不仅影响到施工安全、整机质量，而且也影响到设备的生命周期、售后成本。桅杆在不同工况下作业，所受载荷情况较为复杂，使用传统的解析法进行理论力学计算难以完成其强度分析，因此

7、，本文采用仿真分析和动应力试验的方法，对如图1所示的SR280型旋挖钻机桅杆结构在起拔、倒立桅和加压钻进三种极限工况下的静强度和疲劳强度进行分析。1桅杆结构仿真分析1．1整机载荷传递特性研究由于旋挖钻机外部载荷和内部构件间载荷的传递关系相当复杂，桅杆所受载荷及其受载规律难以确定，故需要对整机进行载荷传递特性研究，这是桅杆仿真分析的基础。本文采用ADAMS软件建立旋挖钻机整机系统的动力学模型，得到准确的载荷数值，为桅杆的有限元分析提供恰当的载荷边界条件。752015年第11期现代制造工程(ModemMaJlufactu而ngEn

8、西neering)yz仑钻杆＼桁架支撑管导轨、动力头卷扬滑轮’动力头、卷扬侧板钻头～一鹅头l上部滑轮广一随动架瘦压缸支座一转盘—。液压缸■中部滑轮L主卷扬图1SR280型旋挖钻机桅杆结构图对旋挖钻机桅杆影响较大的三种极限工况为：起拔、倒立桅和加压钻进，本文将针对此三种工况下桅