基于等效静载荷的挖掘机工作装置拓扑优化设计

更轻的挖掘机为何重要

挖掘机是建筑和采矿中的主力设备，但其笨重的钢制动臂和臂架代价不小：燃料消耗更多、排放更高、整个设备生命周期内的材料使用量也更大。本研究探讨了如何重新设计挖掘机的关键部件之一——连接铲斗与主臂的动臂，使其在承受挖掘过程中瞬息万变的载荷下仍能安全工作，同时大幅减少用钢量。作者将运动仿真与先进的结构设计工具相结合，去除不必要的材料而不损害安全性。

引用: Zhang, H., Shao, Xd., Jia, Mm. et al. Topology optimization design of excavator working device based on equivalent static loads. Sci Rep 16, 13054 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43544-2

关键词: 挖掘机设计, 轻量化结构, 拓扑优化, 动态载荷, 有限元分析