旋挖钻机钻杆是旋挖钻机进行成孔作业的重要部件,它连接在机身与钻头之间,为伸缩式套接结构。其作用是将动力头提供的扭矩和轴向加压力传递给下端的钻头,以完成钻土成孔作业。钻杆的种类有很多,本文所研究对象为机锁式旋挖钻杆。该类钻杆在施工过程中需要传递大扭矩与大轴向加压力,这常导致在钻杆连接处或形状突变位置经常出现各类故障,同时由于其本身的细长杆结构,当轴向载荷过大时又会导致压缩失稳情况的发生。采用传统方法很难准确计算出易损坏部位处应力集中情况以及受压临界屈曲失稳载荷,为了实现机锁式钻杆的结构合理化设计以及轻量化目标,建立较准确的详细钻杆系统有限元分析模型具有很重要的现实意义。本文以TGJ508机锁式钻杆为研究对象,以有限元分析软件ANSYS作为研究工具,利用ANSYS内置的参数化设计语言建立了钻杆三维参数化有限元模型,按照钻杆实际工作工况对有限元模型进行约束加载,完成了钻杆系统的静力分析、屈曲稳定性分析以及模态分析,获取了钻杆应力分布、临界屈曲失稳载荷以及固有频率等数据信息,同时通过传统理论计算和应力测试实验两方面验证了钻杆模型的正确性。最后依据应力分析结果以及参数化平台对钻杆进行了结构改进设计,使其在满足刚度与强度的基础上,实现结构合理化设计以及轻量化的目标。