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基于HyperMesh的挖掘机扶手结构优化设计

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针对柳工某型挖掘机在使用破碎锤工况下持续反馈扶手断裂问题,用HyperMesh对扶手进行模态分析,得到扶手1～6 阶模态振型.该型挖掘机破碎锤冲击频率为 5.5～17.4 Hz,通过对比 1～6 阶模态振型,初步判断引起扶手断裂的模态振型.随后对扶手进行振动测试,发现断裂处位置的振动频率与其模态分析的 1 阶频率接近,验证了模态分析的准确性,确定扶手断裂的原因为其 1 阶频率与挖掘机破碎锤冲击激励频率发生共振,在频繁交变的受迫载荷作用下,安装在挖掘机上的扶手发生断裂.为进一步验证断裂原因,在挖掘机破碎锤工况下采集振动载荷谱,以此作为输入激励在HyperMesh软件中对扶手进行随机振动分析,得到扶手应力最大位置与实际断裂位置基本一致.为此,对扶手结构进行优化,并改变对扶手约束的固定方式,提高扶手的固有频率,解决了扶手在工作时与激励产生共振问题.优化后的扶手断裂折弯处应力下降 53.6%,1 阶模态频率提升 21.1%.目前优化后的扶手已批量用于柳工某型挖掘机,已工作 3000 h以上,未收到扶手断裂的反馈,扶手结构优化方法正确性.

周建泉、袁名华、蒋立、王茗瑶、王新富

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广西生态工程职业技术学院,广西 柳州 545004

柳州柳工挖掘机有限公司,广西 柳州 545027

扶手 共振 模态分析 应力分析

2021年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目

2021KY1219

2024

装备制造技术
广西机械工程学会

装备制造技术

影响因子：0.252
ISSN：1672-545X
年,卷(期)：2024.(7)
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