随着节能减排和高效开采的要求,大型液压挖掘机逐渐替代小型挖掘机,被广泛应用于露天矿石开采作业中。国内大型液压挖掘机研发处于起步阶段,为此,研究260t液压挖掘机的结构强度,为400t以上液压挖掘机研发奠定基础。工作装置是大型液压挖掘机的关键结构件,其工作效率与可靠性直接影响了整机的作业效率,依托260t液压挖掘机的研发项目,应用离散元技术、多体动力学技术,分析正铲液压挖掘机工作装置的动态强度,并进行结构优化,主要研究工作如下:1)对260t大型液压挖掘机工作装置原始三维模型几何细节进行修正,运用HYPERMESH软件,对箱体结构的动臂与斗杆进行网格离散化。2)建立矿山矿石EDEM离散元仿真模型,进行斗杆挖掘工况仿真分析,得出铲斗动态挖掘阻力。建立工作装置机构ADAMS多体动力学模型,其中动臂与斗杆采用柔性体零件,形成工作装置刚柔耦合模型,并施加铲斗动态挖掘阻力,仿真挖掘机斗杆挖掘工况,得出了工作装置随挖掘姿态变化,其结构强度变化与应力点分布的情况。3)采用工作装置刚体模型,分析了工作装置斗杆挖掘的最大挖掘力。按照工作装置最大挖掘力,在工作装置刚柔耦合模型中,分析了工作装置的静态强度与应力。对比静态与动态分析结果,表明工作装置动态结构分析,全面反映了结构最大应力。4)根据工作装置刚柔耦合模型动态分析,提取危险工况,对工作装置的斗杆进行拓扑优化。参考斗杆拓扑优化结果,进行概念设计,在工作装置刚柔耦合模型中,对概念设计的结构进行了动态挖掘仿真,验证了概念设计结构的可行性。研究结果对大型液压挖掘机工作装置设计具有参考价值。