装载机广泛用于高速公路建设、高速铁路建设、建筑行业、港口及矿山,作为高能耗产品,高效节能的性能越来越被行业广泛关注。在整个作业过程中,物料铲装工作占比能耗最大,为了减小铲装作业阻力,提升装载机作业效率,本文从作业阻力分析入手,运用四参数法对装载机工作装置截面参数进行了研究,并以某企业5吨装载机为应用,通过优化铲斗结构,有效提高了铲斗的装载效率、满斗系数及装载机的燃油经济性,提高了装载机的市场竞争力。1.本文采用DEM中的Hertz-Mindlin的接触模型对岩石材料及其装载机铲斗材料的物料特性进行了研究,通过查阅文献得到物料的本征参数,并对其接触参数滚动摩擦系数、碰撞恢复系数及静摩擦系数进行了实验测定。2.本文从散体力学的基本理论出发,考虑散体物料之间相互作用的关系及散体物料与机械设备零部件相互作用的关系,根据实际情况在EDEM中建立仿真模型,在EDEM后处理模块得到得到仿真作业阻力,并通过某企业提供的实验条件及数据对仿真模型进行了验证,确定了该方法的可靠性及合理性,为后续斗型优化提供了方法依据。3.从装载机力学优化、节能增效的观点出发,以铲斗插入阻力和满斗系数为评价标准,以EDEM仿真软件为基础,对四参数法装载机铲斗优化设计进行了探究,实现装载机整机性能的提升,从而获得较好的经济效益。4.对优化后装载机铲斗模型进行了有限元分析,利用某企业提供的实际铲装曲线设置运动参数,在EDEM中进行仿真,获得铲斗上的单元力,输入到有限元中进行分析,从而获得更加精准的外部载荷,对铲斗的应力、应变进行了分析。