挖掘机平台有限元分析及回转液压系统仿真

论文摘要

近年来,小型液压挖掘机行业有着突飞猛进的发展,从工程机械行业的新宠发展成为中国工程机械市场中举足轻重的机型。随着我国经济建设的发展,对其需求量越来越大,对其性能的要求也越来越高。目前,国内挖掘机生产企业主要依据经验及类比的方法来进行设计,再通过样机试验来发现问题。这既花费了大量的时间和精力,又存在巨大的经济风险。采用有限元法对挖掘机进行结构强度研究,是提高设计质量的重要途径。回转机构是挖掘机重要的机构之一,其动态特性直接影响整个挖掘机的工作性能,因此对其进行研究有着重要的意义。本文以普什重型机械有限公司开发的PZ70小型液压挖掘机作为研究对象,通过系统的分析研究,完成以下内容:(1)完成小型液压挖掘机回转平台的设计,基于UG实现挖掘机整机三维模型的装配。(2)选择挖掘机在作业循环中两种典型的工况,对其进行受力分析,并用NX Nastran对平台进行有限元分析,对平台的结构提出改进意见。(3)完成了基于AMESim软件的挖掘机回转液压系统的仿真建模,通过在样机的试验研究验证仿真模型。(4)对回转液压系统动态特性进行了仿真,并分析了影响动态特性的主要因素。对挖掘机回转液压系统进行了改进设计,从而降低回转制动冲击。本文成功建立了挖掘机平台有限元模型与回转液压系统仿真模型,并进行了计算分析,其研究成果为指导小型液压挖掘机平台、回转液压系统的改进和设计提供了理论基础,同时将仿真技术引入到挖掘机设计当中,具有广泛的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 小型液压挖掘机的发展概况
• 1.2 液压挖掘机国内外发展现状
• 1.2.1 国外挖掘机发展现状与趋势
• 1.2.2 国内发展现状
• 1.3 液压挖掘机平台和回转液压系统研究的必要性
• 1.4 本论文研究内容
• 第2章 平台模型建立与回转液压系统
• 2.1 挖掘机模型
• 2.1.1 小型液压挖掘机的结构
• 2.1.2 整机模型
• 2.1.3 回转平台模型
• 2.2 回转液压系统
• 2.2.1 回转缓冲油路
• 2.2.2 回转制动油路
• 2.2.3 回转液压系统
• 第3章 平台有限元分析
• 3.1 平台上的载荷
• 3.1.1 工况一
• 3.1.2 工况二
• 3.2 前处理
• 3.3 计算结果分析
• 3.3.1 工况一结果分析
• 3.3.2 工况二结果分析
• 3.4 结构改进
• 3.4.1 工况一结果分析
• 3.4.2 工况二结果分析
• 第4章 回转液压系统建模
• 4.1 回转机构计算
• 4.2 回转液压系统模型
• 4.2.1 仿真模型
• 4.2.2 子模型
• 4.2.3 模型参数
• 第5章 回转液压系统分析与改进
• 5.1 回转液压系统的试验研究
• 5.1.1 试验目的
• 5.1.2 试验方案
• 5.1.3 试验设备与仪器
• 5.1.4 试验结果
• 5.2 模型仿真分析
• 5.2.1 仿真结果与试验结果分析比较
• 5.2.2 转动惯量对回转动态特性的影响
• 5.3 回转液压系统优化改进
• 5.3.1 防逆转阀对回转动态特性的影响
• 5.3.2 防逆转阀阻尼口大小的设计
• 结论
• 1.研究工作总结
• 2.工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文