挖坑机钻头的有限元分析与试验

为进一步合理设计钻头结构，采取理论与试验相结合的研究方法，对挖坑机钻头进行了挖坑试验和有限元法的静态与动态分析。通过挖坑试验得到2种典型工况下钻头的最大扭矩和铅垂阻力，将试验得到的最大阻力作为外载施加到钻头的三维实体模型上，利用有限元方法对挖坑机钻头进行静力学和模态分析。结果表明：钻头的最大等效应力为111.0MPa，位于主刀架和主刀的连接螺栓孔内壁上；最大变形位移为0.68mm，位于主切削刃最外角点。前6阶固有频率振型中，除了体现钻头整体扭转振动的第3阶模态有利于减小阻力及应力集中外，其余5阶振型均不利于钻头的平稳工作，应尽量避免。