電腦鑿巖臺車鉆臂動力學分析.pdf

1、電腦鑿巖臺車以其準確的定位鉆孔功能，良好的操控性，較好的成洞質量等優(yōu)點迅速的成為隧道施工的主要機械設備。鉆臂作為臺車的工作裝置主要有定位，支撐二種功能。定位的速度、準確度和平穩(wěn)度對隧道施工速度有較大影響。本文通過對鉆臂進行運動學，動力學分析對鉆臂的定位過程進行了討論，對實現(xiàn)鉆臂的快速、準確和平穩(wěn)定位有一定意義。通過對鉆臂的靜力學分析和模態(tài)動力學分析，驗證了鉆臂具有足夠的支撐能力，能夠承受靜載和周期性載荷的作用。本文的分析有助于鉆臂的設計

2、和優(yōu)化。具體的工作如下：
　　首先以某型號鑿巖臺車為模板建立鉆臂的三維實體模型，為接下來的分析奠定基礎。利用D-H方法和牛頓-歐拉方法建立起鉆臂的運動學，動力學理論方程，通過對鉆臂運動學正逆解、工作空間的分布狀況、關節(jié)空間的軌跡規(guī)劃、鉸點力(矩)曲線等問題的討論研究，有助于鉆臂的智能控制和快速，準確定位。
　　其次建立鉆臂的虛擬樣機，對鉆臂進行了定位工況，鑿巖工況的運動、動力學仿真。定位工況仿真得到的運動，動力學曲線與MAT

3、LAB計算運動學，動力學理論方程得到的結果一致，驗證了理論方程和虛擬樣機仿真的正確性。鑿巖工況仿真得到鉆臂在危險工況下的各鉸點受力值，可以輸出為各種載荷，為有限元分析提供信息。
　　論文最后建立鉆臂進行了有限元模型，對鉆臂進行了靜力學分析和模態(tài)分析。靜力學分析驗證校核了鉆臂各零件在危險工況下的強度，直觀的繪制出相關的應力分布云圖，為鉆臂進一步的結構優(yōu)化提供條件。模態(tài)分析則得到大臂的固有頻率和振形特點，為鑿巖機頻率等外部激勵的選擇提