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WK10型矿用挖掘机提梁结构改进与力学特性分析
WK10型矿用挖掘机提梁结构改进与力学特性分析
摘要
本文针对WK10型矿用挖掘机中提梁结构存在的问题进行改进与分析，通过有限元分析软件对提梁结构进行力学特性分析，得出了提梁结构改进后的力学特性结果，以及该结构的优化设计方案。研究结果表明，改进后的提梁结构能够满足矿用挖掘机的使用要求，提高安全性和可靠性。
关键词：WK10型矿用挖掘机；提梁结构；力学特性；有限元分析；优化设计
一、背景介绍
WK10型矿用挖掘机是一种重型机械设备，用于矿山开采作业。矿用挖掘机的提梁结构是支持和传递挖斗载荷的重要组成部分。在使用过程中，提梁结构容易出现失效和破坏现象，导致严重事故的发生，降低机械设备的安全性和可靠性。
因此，对WK10型矿用挖掘机的提梁结构进行改进和优化设计，从理论层面上提高结构的安全性和可靠性，对于确保矿用挖掘机的正常工作和减少事故的发生具有重要意义。
二、存在问题及原因
目前，WK10型矿用挖掘机的提梁结构主要存在以下问题：
1.结构设计不合理，存在强度不足和刚度不足的现象。
2.提梁结构在使用过程中受到磨损和腐蚀，导致结构的寿命减少。
3.部分结构件采用焊接工艺，未能保证结构的可靠性和稳定性。
以上问题导致提梁结构在实际使用中存在安全隐患，需要进行改进和优化设计。
三、提梁结构改进方案
针对以上问题，本文提出提梁结构改进方案：
1.采用CAD软件进行结构设计，通过有限元分析软件对结构进行力学特性分析和优化设计，优化结构的强度、刚度和稳定性。
2.利用优质材料制作提梁结构，提高结构的强度和寿命。
3.采用螺栓连接等可拆卸式连接方式，增加结构的可靠性和稳定性。
改进后的提梁结构的设计图如下所示：
图1提梁结构设计图
四、力学特性分析
本文采用有限元分析软件对提梁结构进行力学特性分析，结果如下：
1.组件应力分布图
图2张线组应力分布图
图3提梁组应力分布图
如图2和图3所示，该提梁结构的张线组和提梁组的应力分布均较为合理，未出现强度不足的情况。
2.变形云图
图4提梁结构变形云图
如图4所示，结构在受载作用下的变形较小，可满足使用要求。
五、结论与展望
本文针对WK10型矿用挖掘机的提梁结构进行了改进和优化设计，并使用有限元分析软件进行力学特性分析。分析结果表明，该提梁结构的强度、刚度和稳定性均得到了提高，能够满足矿用挖掘机的使用要求。
未来，可以考虑进一步完善结构的连接方式、材料和制造工艺，提高提梁结构的可靠性和稳定性。