工作装置是液压挖掘机的主要构件,其结构是否合理将直接影响到液压挖掘机的工作性能,而有限元方法作为一种非常实用、可靠的结构分析方法,能够快速、准确地计算出构件的受力和变形情况。本文以洛阳一拖神通公司生产的WLY 3.5-70型液压挖掘机为研究对象,利用大型有限元分析软件ANSYS对其工作装置进行建模并进行了强度、变形和模态分析。本文主要将就以下几方面进行阐述:1.利用ANSYS软件分别建立工作装置三个组成部件(动臂、斗杆和铲斗)各自的实体模型,针对三种典型工况,将三组成部件合并归档,得到相应的工作装置整体三维模型,再根据实际情况确定所用单元的类型和材料属性,然后进行网格划分,得到三种工况下工作装置整体三维有限元模型。2.根据三种典型工况下的受力情况,对工作装置施加边界约束和载荷,求解后得到相应的应力、位移云图。应力的最大值主要分布于不同部件相铰接的部位,如斗杆与动臂连接处、斗杆液压缸支座处及动臂与动臂液压缸相连接的轴套处等,这是因为在铰接处出现了局部应力集中现象,可以通过改变铰接处的局部尺寸来减小应力集中。3.在三种典型工况下,对工作装置进行有限元模态分析,得到系统前14阶的固有频率和振型。工况一和工况二的第8、11、13阶振型以及工况三的第8、9、10阶振型最大位移位置出现异常,说明在这些振型所对应的频率下,最大位移处易发生破坏,可以通过增加板厚或者增设加强筋来增强结构的整体刚度。