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随着建筑工程机械向多样化和专业化方向发展,对其结构的要求越来越高。就结构
设计而言,动力学分析既是动态设计的一个重要组成部分,又是结构设计的关键所在。因
此,因此对建筑工程机械进行动力学分析,研究其动力学特性,具有很大的经济意义和实
用价值。
结构设计是工程机械设计的一个重要环节,而动力学分析是结构设计过程中的必不
可少的步骤。本文以旋挖钻机为研究对象,运用结构动力学分析理论,借助有限元分析
软件和模态试验技术,对承受动力载荷的旋挖钻机的主要部件——三角架结构进行结构
静力和动力分析,既解决了结构设计中的实际问题,也为动态设计在建筑工程机械结构
设计分析中的应用和推广作出了有效尝试和探索。
本文首先运用有限元分析软件ANSYS,根据旋挖钻机三角架的结构特点和实际工
作状况,建立三角架的三维有限元力学模型;然后进行结构静力学分析,揭示结构在典
型工况下的应力分布情况;再进行模态分析,确定结构的固有频率和相应振型,为进行
其他动态性能分析奠定了基础,也为三角架结构的优化设计提供了理论依据。
为了验证有限元分析的正确性,本课题对三角架结构进行了静态和动态强度试验;
为了获取三角架的实际动态特性,又对旋挖钻机进行了模态试验。本试验利用旋挖钻机
的钻杆作为振源,用加速度传感器获得三角架结构在钻杆激励下的响应,进而对信号进
行模态参数识别,得到结构的固有频率和相应振型。
最后,本课题还对三角架结构进行了谐响应初步分析。通过谐响应分析,获取测试
点在不同频率下不同方向的振幅。
关键词:旋挖钻机,三角架,力学模型,有限元分析,静力学分析,动力学分析,模态分析,动应力试验,模态试验,谐响应分析