ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................................... 5
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЙ........................................................................................................11
1.1. Общие положения ..................................................................................................11
1.2. Обзор существующих исследований, связанных с оптимальным
проектированием элементов рабочего оборудования гидравлического экскаватора
.........................................................................................................................................14
1.3. Методы определения прочностных и нагрузочных параметров деталей машин
статистическими методами ..........................................................................................19
1.4. Оценка нагрузок, воздействующих на элементы рабочего оборудования
экскаватора.....................................................................................................................22
1.5. Обзор методов оптимизации конструкций, применяемых в инженерном
проектировании .............................................................................................................30
1.6. Общие выводы главы и постановка задач исследования...................................34
ГЛАВА 2. КИНЕМАТИКА И ДИНАМИКА РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
ЭКСКАВАТОРА ...........................................................................................................37
2.1. Теоретическое исследование позиционирования рабочего оборудования
одноковшового экскаватора (РОЭ) при копании грунта ..........................................37
2.2. Обратная задача кинематики рабочего оборудования экскаватора..................51
2.3. Определение скорости элементов рабочего оборудования экскаватора..........55
2.4. Динамика рабочего оборудования экскаватора ..................................................61
2.5. Силы сопротивления на рабочем оборудовании ................................................70
2.6. Выводы главы.........................................................................................................78
3
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЭКСКАВАТОРОВ ..........80
3.1. Оценка сопротивления грунта копанию, когда его свойства неопределенны 80
3.2. Проверка адекватности модели, используемой для расчета силы, действующей
на ковш ...........................................................................................................................85
3.3. Проведение кинематической и динамической модели РОЭ .............................88
3.4. Выводы главы.........................................................................................................98
ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ РАБОЧЕГО
ОБОРУДОВАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ЭКСКАВАТОРА ..............................100
4.1. Трехмерная модель рабочего оборудования экскаватора................................101
4.2. Критерии оптимизации металлоконструкций рабочего оборудования
экскаваторов................................................................................................................. 103
4.3. Проектные переменные и ограничения при проектировании рабочего
оборудования экскаваторов........................................................................................ 104
4.4. Разработка методика оптимизации элементов РОЭ......................................... 106
4.5. Исследования зависимости массы и напряжения элементов РОЭ от проектных
переменных .................................................................................................................. 111
4.6. Результаты оптимизации..................................................................................... 113
4.7. Выводы главы....................................................................................................... 121
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 122
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ.......................................................................................... 125
Приложение 1. Программа расчета кинематической модели рабочего оборудования
экскаватора с обратной лопатой ................................................................................ 136
4
Приложение 2. Программа расчета силы резания грунта, действующей на ковш
рабочего оборудования экскаватора, с неопределенностью свойств грунта методом
Монте-Карло................................................................................................................ 154
Приложение 3. Программа расчета динамической модели рабочего оборудования
экскаватора с обратной лопатой ................................................................................ 158
Приложение 4. Акты внедрения ................................................................................ 176
Приложение 5. Свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ
....................................................................................................................................... 176
