挖掘机动臂疲劳试验加载谱的编制及其疲劳寿命预测

发布时间：2018-07-16 10:13

【摘要】：本文结合“十二五”国家科技支撑计划课题项目“土方机械疲劳可靠性关键技术研究”,以徐工XE215G型液压挖掘机为研究对象,利用试验的方法得到动臂的载荷时间历程,编制了动臂的试验程序加载谱并对动臂进行了疲劳寿命预测,形成了较为完善的挖掘机工作装置疲劳载荷谱编制及疲劳寿命预测的方法,以提高国产挖掘机的自主研发水平。本文主要内容如下:根据挖掘机实际工况的载荷特点,提出了挖掘机工作装置实际载荷的测取方案,运用小波去噪对测取的截面应力数据进行了降噪处理。通过实测截面应力计算出铰点载荷,得到动臂的外载荷时间历程。在设计了动臂加速疲劳试验方案的基础上,简化等效了动臂铰点的外载荷分量,对简化后的载荷分量进行了雨流计数统计分析并结合“波动中心法”得到八级程序加载谱。然后基于等损伤的等效折算理论,编制了多工况合成的疲劳试验加载谱。遵循疲劳仿真分析的五步法,基于仿真软件nCode Design Life建立疲劳寿命分析五框流程图:通过对动臂进行有限元分析并获取应力分布结果、输入载荷信息、设置材料参数、设置疲劳仿真引擎参数、结果显示,最终得到动臂的疲劳寿命云图和最早疲劳破坏区域,并对得到的仿真结果进行分析。本文提出的挖掘机动臂实际载荷的提取方案以及多工况合成的试验加载谱的编制是其进行抗疲劳设计和疲劳试验的重要依据,对今后挖掘机工作装置载荷谱的进一步发展提供了理论指导和经验借鉴,同时基于nCode Design Life疲劳仿真也为动臂的疲劳寿命预测开辟了新的途径。
[Abstract]:The load at hinge point is calculated by the measured cross section stress, and the time history of external load is obtained. Then, based on the equivalent commutation theory of equal damage, the loading spectrum of fatigue test is compiled. Setting the parameters of fatigue simulation engine, the results show that the fatigue life cloud diagram and the earliest fatigue failure area of the arm are finally obtained, and the simulation results are analyzed. In this paper, the extraction scheme of actual load of excavator arm and the compilation of test load spectrum of multi-working conditions are the important basis for fatigue design and fatigue test of excavator.
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU621

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本文编号：2126061