究或解决的问题和拟采用的研究手段途径本课题要研究或解决的问题根据挖掘机操作臂的传动原理方案，进行运动学分析。挖掘机操作臂的建模与仿真分析采用分析软件对挖掘机操作臂的主要零部件进行有限元分析，做出应力分析云图和变形图。拟采用的手段查找中外挖掘机相关资料，深入了解挖掘机操作臂的结构形式及运动状态。学习并利用，能够通过软件的方式建模仿真。的建模过程确定零件结构。创建三个固定基准面和三个固定基准轴,平面平面平面和轴轴轴建立草图选择平面为草图平面，用草图中的曲线命令绘制回转体剖面的形状，忽略不影响绘图标注的倒角和圆角添加几何约束和尺寸约束使草图约束，完成草图。利用草图生成回转体，完成实体模型。利用仿真模块对其进行运动仿真。学习并利用对操作臂的主要零部件进行有限元分析。利用软件与的接口，在软件中加载上面的模型。程序提供了使用便捷高质量的对模型进行网格划分的功能。包括四种网格划分方法延伸划分映像划分自由划分和自适应划分。延伸网格划分可将个二维网格延伸成个三维网格。求解模块前处理阶段完成建模以后，进入分析求解模块。用分析受力情河北工业大学本科毕业设计论文初稿况，画出应力分布图。分析根据应力变化情况加以改进，来改善操作臂的受力情况。挖掘机工作装置的建模仿真采用软件对挖掘机工作装置进行建模仿真中有三种建模方法实体建模特征建模自由曲面建模。实体建模模块继承了基于草图约束的特征建模算法，提供了强有力的复合建模工具，使用户能够充分利用传统的实体面线框造型优势。特征建模模块使用工厂特征定义设计信息，并提供了多种标准的设计特征，可以对这些设计特征进行参数化定义，可以对这些特征进行参数化定义。自由曲线建模用于建立形状复杂的曲面形状，例如叶片或叶轮等复杂的工业零部件的造型设计。对挖掘庆九井塔箱体静动力有限元分析建井技术钟文生，刘恒瑜高速动力车承载式铸铝合金齿轮箱体结构设计与强度分析内燃机车，文占科，马彪，邹文胜履带车辆综合传动装置箱体有限元分析兵工学报坦克装甲车与发动机分册，河北工业大学本科毕业设计论文初稿毕业设计论文题目挖掘机动臂建模及分析专业车辆工程学生信息杨立阳指导教师信息崔根群教授报告提交日期河北工业大学本科毕业设计论文初稿挖掘机操作臂的建模与仿真分析摘要挖掘机集挖掘和装载功能于体，在基础建设和民用建筑建设中的使用与日俱增，但液压挖掘机的工作条件比较恶劣，造成工作装置可靠性较差。本文对挖掘机进行虚拟仿真及运动和有限元分析，从而为改进挖掘机设计提高挖掘机工作的稳定性提供了理论依据。具体的工作步骤对挖掘机工作装置进行建模仿真，建立各个零件的三维模型图，装配挖掘机操作臂的三维结构模型，进行挖掘机操作臂的运动仿真模型，并对其运动分析，提供运动性能分析参数对挖掘机操作臂的进行力学分析，采用分析软件对挖掘机操作臂的主要零部件进行有限元分析，给出出应力分析云图和变形图能够对分析结构提出建议和意见。河北工业大学本科毕业设计论文初稿目录引言挖掘机发展概况及仿真分析的意义挖掘机的发展历史本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段途径挖掘机工作装置的建模仿真采用软件对挖掘机工作装置进行建模仿真挖掘机工作装置的运动仿真挖掘机工作装置主要结构的受力分析斗杆的计算载荷斗杆载荷的计算挖掘机工作装置的有限元分析有限元分析软件简介中的有限元分析步骤挖掘机操作臂的有限元分析结论参考文献河北工业大学本科毕业设计论文初稿绪论挖掘机发展概况及仿真分析的意义挖掘机的发展历史液压挖掘机是功能最典型结构最复杂用途最广泛的工程机械之，作为工程机械的代表产品，它在工业与民用建筑交通运输水利电力工程矿山采掘以及军事工程等施工中起着极为重要的作用。第台手动挖掘机问世至今已有多年的历史，期间经历了由蒸汽驱动斗回转挖掘机到电力驱动和内燃机驱动回转挖掘机应用机电液体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发展过程。由于液压技术的应用，世纪元分析我们采用软件。挖掘机工作装置是个具有三个自由度的平面连杆系统，分析是可按平面机构进行。普通挖掘机工作装置的结构中铲斗油缸与铲斗的连接般有两种形式种是铲斗与铲斗油缸直接连接的机构形式另种是铲斗与铲斗油缸之间通过摇杆和连杆间接连接的机构形式。单斗液压挖掘机在实际工作时工作装置承受随机载荷。构件的应力时间历程为连续的准稳态随机过程。每个工作周期都由挖掘回转卸载，返回等四个过程组成。虚拟样机技术的概念及意义挖掘机操作臂的建模与仿真，属于虚拟样机技术。虚拟样机技术是以虚拟样机和虚拟样机环境为基础，将系统工程方法反求工程方法优化方法计算机建模仿真技术计算机辅助设计技术和计算机支持协同工作产品数据管理等有机地结合在起，为产品的全寿命周期设计和评估提供分布式的集成环境，以达到优化整个设计周期，节约开发成本的目的。虚拟样机技术采用数字仿真的形式进行虚拟产品设计开发，仿真模型的参数就是物理样机的设计参数，仿真模型能替代物理样机进行设计参数的测试评估。虚拟样机技术无需制造实物样机就可预见和预测产品的性能，节省了物理样机制造装配时间，减免了高昂成本的物理样机制造过程，降低了开发成本，同时减少了不合理方案盲目上马的风险。年世界最大的工程机械设备制造企业公司，在反铲装载机新样车设计过程中，曾产生了三个概念上都可行的方案，但在设计过程中采用虚拟样机技术，当技术人员坐进虚拟样机驾驶室时发现，其中有两个方案中的驾驶员无法看到反铲连杆最低位置。根据这点，不仅确定了正确的设计方案，节约了其他两个机型制造所需的费用，还减少了不合理方案盲目河北工业大学本科毕业设计论文初稿上马的风险。又如，公司曾遇到工程机械在高速行驶时的蛇行现象及在重载下的自激振动问题，采用虚拟样机技术后不仅找到了原因，而且提出了改进方案，同时在虚拟样机上得到了验证，最终应用到实际产品中。虚拟样机技术采用数字仿真的形式进行虚拟产品设计开发，仿真模型的参数就是物理样机的设计参数，并替代物理样机进行设计参数的测试评估无需制造实物样机就可预见和预测产品的性能，减免了高昂成本的物理样机制造过程，降低了开发成本。因此虚拟样机年代有了在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式挖掘机，世纪年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机。初期试制的液压挖掘机是采用飞机和机床的液压技术，缺少适用于挖掘机各种工况的液压元件，制造质量不够稳定，配套件也不齐全。从世纪年代起，液压挖掘机进入推广和蓬勃发展阶段，各国挖掘机制造厂和品种增加很快，产量猛增。年间，液压挖掘机产量已占挖掘机总产量的，目前已接近。挖掘机的类型及发展趋势工业发达国家的挖掘机生产较早，法国德国美国俄罗斯日本是斗容量单斗液压挖掘机的主要生产国，从世纪年代开始生产特大型挖掘机。例如，美国马利昂公司生产的斗容量剥离用挖掘机，斗容量的步行式拉铲挖掘机布比赛路斯伊利公司生产的斗容量的步行式拉铲挖掘机，斗容量的剥离用挖掘机等，是世界上目前最大的挖掘机。从世纪后期开始，国际上挖掘机的生产向大型化微型化多功能化专用化和自动化的方向发展。挖掘机操作臂的仿真研究实践表明，定点挖掘是挖掘机最常见和最频繁的工作之，主要由其工作装置完成。而且随着工程机械机器人化的研究发展，液压挖掘机的自动化也逐渐成为各国的研究重点，尤其是局部自动化在这方面的研究中，多数工作集中在对挖掘机的工作装置进行控制。目前国内外对于挖掘机工作装置控制的研究中，通常把其工作装置作为多自由度的机器手来处理，控制工作装置的末端即铲斗尖以跟踪规划好的河北工业大学本科毕业设计论文初稿期望轨迹，期望轨迹就被称为铲斗轨迹控制中的目标值如自动挖掘，自动装载等。因此本文着重点就是对挖掘机定点挖掘过程中工作装置机构的动力学进行仿真。挖掘机液压系统是由多个液压元件组成的复杂非线性系统，各液压元件间依靠液压介质进行能量的传递，同时依靠控制系统传递的控制信号实现压力流量的控制。对挖掘机这样的复杂液压系统进行定性和定量的仿真，依靠传统的仅用微分和差分方程的方法不能很好地模拟系统实际的各种工作性能，因此目前多采用语言的模块对挖掘机液压系统进行仿真。而对于挖掘机这样复杂的机械系统，要想准确地控制其运动，对其进行动力学建模是必不可少的，对其机构的动力学进行仿真采用软件，而对其进行有限，打开材料属性对话框。图定义材料属性对话框河北工业大学本科毕业设计论文初稿在窗口中双击下面的路径，如图所示，在弹性模量项中输入，在泊松比项中输入，单击。图定义在图中双击，得图在密度项中输入，单击。图定义材料密度④选择，退出此窗口。模型导入选择路径，浏览选择从中导出后保存的文件并打开。河北工业大学本科毕业设计论文初稿图动臂导入模型图斗杆导入模型通过菜单对模型进行定的修补。网格划分选择菜单，选择，激活职能划分网格功能，选其下方的滚动条为级。河北工业大学本科毕业设计论文初稿图网格划分单击，得图，选整个几何模型进行网格划分。取中的选项激活职能网格划分功能，通过滑动条选级划分，使网格划分速度比较快。图动臂网格划分河北工业大学本科毕业设计论文初稿图斗杆网格划分加载并求解选择路径，选择选项并单击选择路径选取零位移约束面对话框，施加的零位移约束，选取载荷面施加承受力表面的均布载荷图动臂加载图斗杆加载，开始计算。读取结果选择路径刘静，季晓明，潘双夏，等基于的挖掘机液压系统建模与仿真技术中国工程机械学报，何清华，张大庆液压挖掘机工作装置仿真研究系统仿真学报任辉启工程分析实例详解北京人民邮电出版社，彭瑞堂单斗液压挖掘机工作装置运动学分析的矩阵法太原重机学院报高振芳，秦淑华单斗液压挖掘机工作载荷的数据处理及处理方法试验河北工业大学本科毕业设计论文初稿研究鲍俊瑶，王爽，李志远挖掘机虚拟样机设计技术研究机械设计与制造冯丽液压挖掘机虚