基于ANSYS Workbench对铸造型挖斗的结构分析与优化.pdf

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1、第53卷第1l期V01．53No．1l农业装备与车辆工程AGRICU删RALEQUIPMENT＆VEHICI正ENGINEERING2015年11月Noverrlber2015doi：10．3969乃．issn．1673—3142．2015．11．010基于ANSYSWorkbench对铸造型挖斗的结构分析与优化张明松，程炼兵，李晓维(443002湖北省宜昌市三峡大学机械与动力学院)[摘要]挖斗是挖掘机上的重要工作部件。矿山型挖斗是个横向轴线对称形状复杂的空间结构，随机承受着极为复杂多变的载荷．其结构设计必须能够保证挖掘机的正常工作。

2、采用有限元方法对不同工况下的挖斗进行了强度与剐度分析，得出其应力分布云图；同时对铸造型挖斗的关键部位进行优化分析，为挖斗的结构设计及改善挖斗的性能提供了理论依据，对挖斗及其他复杂结构件的优化设计有较好的参考价值。[关键词]挖斗；有限元；受力分析；优化[中图分类号]7IHl6[文献标志码]A[文章编号]1673—3142(2015)11一0041一04StmctIlreAnalysisandO呻mizationoftheCastTypeBucketBased仰ANSYSWorkbenchZhallgMingsong，ChengIjaII

3、bing，ⅡXiaowei(CouegeofMech卸ical&P0werEngineering，Chi眦111reeGorgesUniversity，YichangCity，HubeiPmvince443002，ChiIla)[A№ct]Dig舀ngbucketisanimportaJltworkpartoftheexcavator．Miningtypedig舀ngbucketisaspacestructIlrewithcomplicated的nsversea】【issymmetricalsh印e，be撕ngextremelycom

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6、Keywords]dig舀ngbucket；finiteelement；forceanalysis；optimize0引言从近几年工程机械的发展来看。挖掘机已经成为工程建设中最主要的工程机械之一。挖掘机挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及经过预松后的土壤和岩石。挖斗是挖掘机工作装置(挖斗、斗杆、动臂)三大部件之一，是主要承载件⋯。在挖掘过程中，挖斗直接承受很大外力。挖斗与矿岩的接触滑移，造成挖斗激烈的磨损。作业环境的状况也对挖斗的强度和变形在一定程度上造成很大影响。因此，挖斗结构性能的好坏对挖掘机工作的影响非常重要【2】。因挖斗与土壤或

7、岩石直接接触，一般在工程使用中，平均2年就要消耗1个挖斗，所以必须要求挖斗耐磨和耐冲击。为了解决挖斗在工作时的受力状态，以提高挖斗的使用寿命，采用ANSYSWorkbench对整个挖斗就其应力分布与变收稿日期：2015一07—20修回日期：2015一07一17形状态进行了刚度和强度分析。本文运用Pro／E建模并进行装配。然后采用无缝连接，将Pr扼建好的模型直接导人ANSYSWorkbench中，对建立的挖斗模型进行有限元分析。1挖掘机挖斗实体有限元模型的建立与分析1．1实体模型的建立与导入建立的实体模型应能真实地反映挖斗的力学特性。铸

8、造型挖斗的模型复杂，根据挖斗的CAD图纸尺寸，运用P栅软件画出尺寸界线，通过拉伸、抽壳、对指定区域加厚、阵列等一系列操作做出实体。为方便划分网格。在结果不产生影响的情况下，忽略侧板和底板的小孔，对结构简化后，采用无缝连接