旋挖钻机作为一种桩基工程机械,其钻进效率高、成桩质量好、自动化程度高以及移动方便,已广泛应用于各类大型交通工程建筑及民用建筑等领域,并在海内外的桩基础施工领域中处于绝对领先地位。由于旋挖钻机施工对象复杂多变、载荷波动大以及工作环境恶劣,产品服役后容易出现开裂等故障,这将增大企业维护成本,若长此以往,会严重影响企业品牌声誉。因而在产品的设计阶段,对其进行力学特性分析与疲劳寿命研究,能为产品结构优化设计提供参考,是提高产品可靠性的重要手段,其分析结果具有重大的现实意义。本文以某型号旋挖钻机为研究对象,对其展开力学特性分析与疲劳寿命研究,主要研究内容如下:(1)结合旋挖钻机工作特点,确定了几种典型工况,并对各典型工况的极限工作状态进行了受力分析,为后续的动力学分析与有限元分析提供载荷依据。(2)基于拉格朗日理论,运用多体动力学软件ADAMS对旋挖钻机水平起架、提钻以及非正常落桅工况进行了动力学分析,得到了各部件的动态性能,同时确定相应工况下受力最不利的姿态,为后续有限元静力学分析提供依据。(3)以高效网格划分软件Hyper Mesh及有限元分析软件ABAQUS为依托,对旋挖钻机整机在提钻、钻进、水平起架以及非正常落桅工况下的极限状态进行有限元分析,得到相应工况下的整机应力分布以及结构薄弱部位,同时对钻机竖直钻进姿态进行结构模态分析,了解其固有频率以及振型,避免结构与激励源发生共振,其分析结果可为旋挖钻机结构设计与优化提供参考。(4)对旋挖钻机相应工况极限状态进行应力测试实验,结果表明,旋挖钻机有限元模型建立正确,其虚拟分析结果真实可靠。(5)基于线性疲劳累积损伤理论,运用名义应力法,对旋挖钻机主卷扬底座处焊缝以及桅杆、滑轨与内隔板相交处焊缝进行了疲劳寿命研究,其分析结果可为实际工程应用提供一定参考。