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近幾年來，旋挖鉆機在基礎(chǔ)施工中得到了廣泛的應(yīng)用。旋挖鉆機在國內(nèi)尚是一種新型的工程機械，國家還沒有制定具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范。所以，結(jié)構(gòu)有限元分析便成了旋挖鉆機設(shè)計的棘手問題。隨著計算機和有限元方法的飛速發(fā)展，人們更多地傾向于使用快捷而精確的有限元方法對工程機械進行結(jié)構(gòu)分析。
如今，人們已經(jīng)不再滿足于單個零件的應(yīng)力分析，而趨向于做整體結(jié)構(gòu)的有限元分析。一個復(fù)雜的機械系統(tǒng)往往由各種執(zhí)行部件、結(jié)構(gòu)、機構(gòu)和傳動系統(tǒng)組成，而各個部件之間的連接大部分都是超靜定的，將這些部件分隔開進行單個部件的有限元分析會帶來很大誤差，而且誤差無法估計。針對這些問題人們已經(jīng)進行了一定的研究，對工程機械中的鋼繩滑輪系統(tǒng)建立了有限元模型，通過耦合的方法對伸縮鉆桿之間的連接進行了仿真。
銷軸連接廣泛應(yīng)用在工程機械中，而且是故障率很高的連接部件。銷軸連接的兩個部件一般有一定的相對運動，而且往往都是帶載運動，例如：挖掘機的動臂，振動壓樁機的動臂。郭峰等對銷軸連接的有限元模型進行了初步的研究。但是已有的研究中的有限元模型建立困難、前處理工作量大，而且忽略了銷軸對結(jié)構(gòu)的加強作用，同時也得不到銷軸的應(yīng)力情況。以下分析采用實體單元與梁單元相聯(lián)合來建立銷軸連接的有限元模型。梁單元與實體單元連接時，只能傳遞位移自由度，也就是說相連接的兩個部件只能發(fā)生繞銷軸軸心的相對轉(zhuǎn)動，與實際結(jié)構(gòu)完全符合。這種模型更能反映出實際結(jié)構(gòu)的受力情況，而且具有建模簡單，前處理工作量小等優(yōu)點，是一種實用的有限元模型。
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