液压挖掘机作为工程作业中主要的施工机械,而工作装置是挖掘机完成挖掘作业的执行机构,其性能的好坏影响着挖掘机整体的作业效率和安全可靠性。在实际作业过程中,由于作业环境的恶劣和挖掘介质的多样性以及挖掘过程中工作装置姿态的多变性,导致了作业过程中铲斗受到的挖掘阻力难以准确计算,进而使得工作装置上各个构件所受到的载荷不准确。基于以上问题,本文以某21.5T反铲斗液压挖掘机为研究对象,运用离散单元法计算多种工况下铲斗所受的挖掘阻力,并将工作装置柔性化,进而分析在作业过程中工作装置的动态特性。论文主要内容如下:(1)建立工作装置各个部件的三维模型,导入多体动力学软件中,创建各个部件之间的约束关系,以实验测试所得的动臂、斗杆和铲斗液压油缸数据作为驱动,模拟仿真工作装置的作业过程中的运动状态。分析了铲斗齿尖的运动轨迹、铲斗质心处的运动变化规律,以及铲斗两铰接点处的相对转动变化规律。(2)依照国内外文献资料整理出六种不同土石比的土石混合料以及相关参数,基于离散单元法并运用EDEM软件建立了六种含有不同形状、不同大小石块的挖掘作业工况。根据得到的铲斗运动参数设置其运动轨迹,模拟铲斗在挖掘过程中与物料的相互作用状态,获得在六种工况下铲斗在一个完整挖掘作业过程内所受到的挖掘载荷,并进行了对比分析。(3)将工作装置中的动臂和斗杆柔性化处理,并分别替换对应的刚性体,将得到的挖掘载荷添加到铲斗质心处。仿真工作装置在作业过程中的瞬态响应,并进行了动态特性分析,得到工作装置上关键铰接点的受力情况和各结构上的应力状态,确定出六种工况下工作装置在挖掘过程中的最大应力时刻和最大应力位置,指出工作装置上的危险部位,为工作装置的结构设计和优化提供更加准确的依据。