旋挖钻机是一种专长于大口径桩基钻孔作业的机械设备,主要用于建筑、道路和桥梁施工建设,与人力钻孔相比,具有功率大、速度快、振动小、噪声低和安全环保等优点。随着我国基建工程规模和难度地不断增加,旋挖钻机得到广泛应用,同时对其产品类别和工作性能提出更多要求,利用有限元法对旋挖钻机结构进行分析和优化具有重大的现实意义。本文首先对国内外旋挖钻机的发展现状及课题的研究背景进行了综述,然后以XR220D型旋挖钻机为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS中的APDL语言,完成旋挖钻机三维参数化有限元模型的建立。结合该型旋挖钻机的结构特点及工作环境,确定了典型分析工况,并对所建立的有限元模型进行静力学分析,得到各主要结构件的位移及应力分布。之后对旋挖钻机的部分典型分析工况进行应力测试实验,将测试实验结果与有限元分析结果进行对比,验证了所开发有限元模型的正确性。最后根据有限元分析结果对旋挖钻机刚度和强度不足的区域进行结构改进和尺寸参数优化,使其满足结构刚度及强度要求。本文的研究方案有效改善了XR220D型旋挖钻机的力学性能,同时提高了模拟分析的效率,部分结果已被企业采纳并使用,为同类型旋挖钻机的设计研发提供研究思路和计算依据。