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液压挖掘机是工程机械的主要产品之一，具有较高的技术含量，它被广泛应用于矿山开采、道路施工、国防建设、农用水利等基本建设之中。铲斗是挖掘机工作装置(铲斗、斗杆、动臂)3大部件之一，是主要承载件。在挖掘过程中，铲斗直接承受很大外力，铲斗与矿岩的接触滑移，造成铲斗激烈的磨损。作业环境的状况也对铲斗的强度和变形在一定程度上造成很大影响。因此，铲斗结构性能的好坏对挖掘机工作的影响非常重要。目前，在国内液压挖掘机设计中，对斗杆和动臂的应力分布进行强度分析较多，而对铲斗的应力分布规律研究得较少。本研究结合某型挖掘机的实际作业工况，对挖掘机铲斗在受力最大的典型工况下挖掘时进行强度分析和变形分析，为挖掘机铲斗设计提供理论依据。
利用有限元进行强度分析的过程是：①前处理，建立几何模型，将几何模型理想化，施加材料参数和载荷约束条件，进行网格划分；②通过软件进行有限元分析计算；③后处理，将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示，也可将结果以图、表、曲线形式显示或输出。使用Pro/MECHANICA模块，可以将几何模型转换成有限元模型进行分析求解，并以图形方式显示分析结果。
首先，在Pro/E模块中对铲斗进行三维造型，其次以铲斗受力最大的工况，计算出有限元强度分析的载荷数据，最后应用Pro/MECHANICA模块对铲斗进行强度分析。
根据已知的尺寸数据，在Pro/E中进行挖掘机的铲斗三维实体造型，为方便划分网格，在对结果不产生影响的情况下，对结构和模型进行简化，分析所用的实体模型如图所示。
挖掘机铲斗两侧板采用的材料是20CrMnMo，其它部分所采用的是16Mn。采用20CrMnMo主要是为了耐磨和抗疲劳，根据以往经验可知，危险位置不在侧壁，因此分析时整体采用16Mno、20CrMnMo的各项性能指标均优于16Mn，所以这样不但不影响分析结果，还简化了分析过程。
对挖掘机铲斗进行强度分析时，分析采用的工况必须是有限元模型受力最大的危险工况。根据挖掘机的连接情况，使用Pro/MECHANICA MOTION模块对其进行动力学分析，利用Pro/MECHANICA MOTION模块的运动仿真功能，模拟铲斗的运动情况，求出了铲斗受力最大的工况。铲斗的受力主要是挖掘力、铲斗内土的重力和铲斗自身的重力。铲斗的挖掘力可以采用Pro/MECHANICA MOTION的运动分析模块，对铲斗进行动力学分析，计算出各个状态下的铲斗挖掘力的受力情况。
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