连续墙抓斗成槽机结构及稳定性分析研究

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:xsyangle
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连续墙抓斗成槽机作为主要的地下连续墙施工机械,在防渗墙、挡土墙以及深基础等基础设施建设中得到了广泛应用。由于连续墙抓斗成槽机工作过程中所受载荷复杂多变,它的机械和液压性能好坏直接影响到工程作业的施工进度。本文以连续墙抓斗成槽机为研究对象,结合虚拟样机技术,从结构和液压两方面仿真分析研究其稳定性,以希望对连续墙抓斗成槽机设计、制造和工程作业有一定的参考使用价值。   本文在分析了连续墙抓斗成槽机的研究现状和虚拟样机技术在这方面的应用基础上,给出了连续墙抓斗成槽机结构稳定性的分析思路。文章的整体研究思路是首先建立连续墙抓斗成槽机的虚拟样机模型,通过仿真它抓取作业的过程,在此基础上分析抓斗系统稳定性;然后仿真分析连续墙抓斗成槽机主要作业部件的结构稳定性;最后对抓斗系统的部分液压系统进行仿真分析其动态响应稳定性。   连续墙抓斗成槽机主要由动力系统、机械系统、液压系统、操控系统四个部分组成,本文重点阐述了机械系统中的抓斗系统结构。并在分析连续墙抓斗成槽机整体结构的基础上,运用SolidWorks三维建模软件,建立了连续墙抓斗成槽机的各个系统零部件模型,并在软件环境下进行虚拟装配,最终建立了整机的机械系统的三维模型。   建模完成后,通过CAD软件之间的数据传输技术,可以将连续墙抓斗成槽机的抓斗系统样机模型导入到ADAMS仿真软件中。在ADAMS中通过对模型添加材料模型、定义零部件之间的约束、添加工作载荷和摩擦力等来模拟抓斗抓取的工作过程,对其进行动力学仿真分析,得出抓斗系统主要部件的位移、速度和加速度及各铰点的受力并绘制曲线,以仿真结果为依据确定抓斗的危险工况,以此工况下的载荷为边界条件,在SolidWorks Simulation环境下对抓斗装置进行有限元静强度分析。   臂架系统是抓斗运行过程中的主要承载部件,它的结构稳定性对连续墙抓斗成槽机的稳定性影响至关重要,抓斗亦如此。本文运用SolidWorks Simulation分别对其进行有限元静强度分析,验证其工作状态下的结构稳定性。通过有限元分析,得出臂架和抓斗斗体在外载荷作用下的应力图解和位移图解,分析其应力集中和最大位移。   连续墙抓斗成槽机的液压系统油路十分复杂,本文主要对抓斗挖掘主液压缸油路进行了仿真分析,研究它在工作过程中的稳定性。在分析抓斗挖掘主油缸工作原理的基础上,运用液压仿真软件AMES im对其进行仿真。在软件环境中建立其仿真模型,分析回路在负载的作用下负载的位移、速度和加速度图形,得出其液压系统回路的动态响应稳定性。   文章最后对本次设计的工作和前景进行了总结,并对需要完善的地方给予了说明。   本文将虚拟样机技术引入到连续墙抓斗成槽机稳定性分析中,为连续墙抓斗成槽机稳定性分析提供了系统的分析方法,为连续墙抓斗成槽机的设计制造提供一定的参考价值。
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