论文部分内容阅读
装载机在现代社会已经应用于各种各样的建设中,面对环境污染日益严重的现今,人们对装载机提出了更加节能、高效的设计需求。而纵观装载机整个作业循环过程,铲装过程的能耗最大,而铲装的能耗主要消耗于作业过程中工作介质对装载机的反作用力。因而,控制减少装载机铲装过程中的作业阻力,探究合适的工作轨迹是实现节能、高效装载机铲斗的途径之一。而准确获取铲装过程作业阻力及工作轨迹,为实现这一途径,本文对面向工程的铲装作业阻力基础理论及作业轨迹进行了研究,为控制减少作业阻力储备了设计基础数据。1.本文先是通过考虑传统经验公式、密实核原理等的装载机作业过程中作业阻力的计算方法,把装载机作业阻力的受力抽象成三个集中力来考虑,在ADAMS中分析了在此理论下的装载机作业阻力及个铰接点、工作油缸的受力情况。这一部分对装载机铲装结构的合理性做出了评估,并且对后续装载机铲斗的运动参数的获取提供依据。2.本文应用离散单元法(DEM)对装载机铲斗铲装的物料的物料特性进行分析。采用DEM中的Hertz-Mindlin接触模型对岩石材料及其装载机铲斗的材料(铁)进行理论探究,利用实验的方式获得了岩石间及岩石与设备体间的静摩擦系数及碰撞恢复系数,并利用EDEM软件进行“虚拟安息角实验”与现实的圆筒式——安息角实验进行相互标定的方法获得了岩石间及岩石与设备体间的滚动摩擦系数,至此获得了所有物料间的接触参数。这一部分为后续岩石料堆的建立的准确性提供了依据,为装载机铲装时的作业阻力的精确性提供了保障。3.利用编程的方法读取ADAMS中铲斗的速度参量并且利用EDEM关于与外部函数的API把铲斗运动参数关联到EDEM中,对装载机铲斗的运动轨迹做出了规定,可以实现铲斗复杂的运动行为。又从中把EDEM中获取得到的装载机铲斗受力情况反馈给ADAMS中,进行装载机铲装装置多体动力学方面的探究,实现了ADAMS-EDEM的联合仿真。4.在获取作业阻力基础数据的基础上,本文将其应用于铲斗强度设计中,探寻了EDEM—FEM单向耦合的实施。把装载机铲斗进行网格划分,利用第三部分的铲斗运动参数,铲装EDEM中的岩石料堆,获得铲斗上的单元力,输入到有限元软件中进行有限元分析,使得有限元可以加载散体力,从而获得更加精准的外部载荷,分析出铲斗的形变、应变。