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原文传递隧道挖装机结构分析与研究

论文题名：	隧道挖装机结构分析与研究
关键词：	隧道挖装机;工作装置;空间矢量方法;有限元分析
摘要：	隧道挖装机一般也称做扒碴机，主要用于解决小断面隧道掘进时的碴石装车问题，其广泛应用于铁路、公路等隧道挖掘以及水利工程、矿业工程等单线隧道的施工，具有工作效率高、施工成本低，环境污染小等优点。采用挖装机可以有效缩短隧道施工周期，降低工人劳动强度，但是当前我国挖装机的设计、生产水平不高，大部分设备主要还是依赖国外进口。　　本论文以360型隧道挖装机的设计方案为基础，采用Solidworks软件建立挖装机整机的三维模型，运用Matlab和ANSYS Workbench对工作装置和机架进行结构分析和仿真。论文的主要工作如下：　　1、根据现有的挖装机工作装置结构参数，应用空间矢量方法推导出工作装置各节点在工作平面内的运动方程，采用Matlab软件对斗齿尖进行运动仿真，得到油缸长度变化时斗齿尖的运动轨迹图形和挖掘包络图。　　2、根据对工作装置的运动仿真，计算出挖装机的铲斗理论挖掘力和斗杆理论挖掘力，在此基础上确定工作装置最危险工况，计算工作装置各部件在危险工况下的受力情况，应用ANSYS Workbench对工作装置进行静态有限元分析和瞬态动力学分析。　　3、根据挖装机的结构和受力特点，确定挖装机的两种危险工况，分别对这两种工况下机架的强度和刚度进行校核。　　4、对机架进行模态和谐响应动力学分析，分析机架在外界激励源作用下的响应特性。　　采用虚拟样机技术可有效降低设计成本，通过本课题的研究为隧道挖装机的结构设计提供了理论依据，有利于隧道挖装机的国产化设计和生产，并为其后续的改进打下了基础，具有显著的现实意义和实用价值。
作者：	苏宇龙
专业：	机械工程
导师：	黄松和
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文