面向工程机械再制造的挖掘机动臂剩余疲劳寿命预测

发布时间：2021-01-10 12:20

　　为了对回收挖掘机动臂进行恰如其当地再制造,需要对动臂疲劳剩余寿命进行预测。剩余寿命的通用预估方法是根据CAE模拟仿真,再使用疲劳分析软件（如FE/SAFE、MSC.Fatigue等）对研究对象整体进行预估。该方法大多用于产品设计阶段做优化,结果较理想化,与实际存在较大差异,显然不能直接用于再制造的剩余寿命预测。因此本文提出了新的研究方法,以期提高面向再制造的剩余寿命预测准确度。通常,挖掘机动臂结构上主要由十二块Q345号（16Mn）钢板焊接而成,在实际使用过程中,疲劳裂纹大多萌发于这些焊缝位置。现阶段动臂的再制造仅是对这些出现裂纹的失效钢板进行整块更换,但是动臂的再制造还应包括那些产生疲劳损伤的无明显裂纹的区域。由于挖掘机的使用工况复杂,单纯的“CAE+疲劳分析软件”方法不可靠,对此本文的研究路径是:首先对挖掘机的工况进行分析,依据“聚类分析”和“等效转化”的思想确定三类典型常见工况。然后使用CAE仿真,模拟这三种工况,通过有限元计算找到动臂易出现裂纹的位置,并计算动臂十二块区域的疲劳损伤比。接下来通过采集实际动臂工况史样本并结合Miner疲劳理论来设计动臂剩余疲劳寿命预测的BP算法。... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源、论文研究背景及意义
    1.2 再制造研究现状
    1.3 本文研究内容与技术路线
2 工况分析仿真与动臂各区域疲劳损伤比计算
    2.1 挖掘机工况分析
    2.2 挖掘机工作装置的三维建模
    2.3 对典型工况的ANSYS与ADAMS联合仿真
    2.4 疲劳损伤比计算
    2.5 本章小结
3 剩余寿命预测的BP算法设计
    3.1 剩余寿命预测的MINER理论
    3.2 动臂疲劳寿命预测BP算法设计
    3.3 训练好的BP算法
    3.4 本章小结
4 退役挖掘机动臂管理与剩余寿命预测系统软件
    4.1 系统软件开发需求
    4.2 系统软件总体设计
    4.3 软件系统详细设计及实现
    4.4 系统功能测试及结果
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]机械重大装备寿命预测综述[J]. 张小丽,陈雪峰,李兵,何正嘉.  机械工程学报. 2011(11)
[2]BP神经网络输入层数据归一化研究[J]. 柳小桐.  机械工程与自动化. 2010(03)
[3]基于BP神经网络的油浸式变压器寿命预测[J]. 林朝晖,张彼德.  高压电器. 2010(04)
[4]再制造工程的现状与前沿[J]. 徐滨士.  材料热处理学报. 2010(01)
[5]我国再制造产业法规与标准初探[J]. 唐良富.  标准科学. 2009(10)
[6]再制造工程与纳米表面工程[J]. 徐滨士.  上海金属. 2008(01)
[7]基于神经网络的球轴承剩余寿命预测[J]. 奚立峰,黄润青,李兴林,刘中鸿,李杰.  机械工程学报. 2007(10)
[8]再制造业及其生产模式研究综述——美国的经验与中国的方向[J]. 陈翔宇,梁工谦.  中国软科学. 2006(05)
[9]基于小裂纹理论的航空材料疲劳全寿命预测[J]. 吴学仁,刘建中.  航空学报. 2006(02)
[10]神经网络模型的预测精度影响因素分析及其优化[J]. 陈果.  模式识别与人工智能. 2005(05)

博士论文
[1]零件剩余疲劳寿命预测方法与产品可再制造性评估研究[D]. 张国庆.上海交通大学 2007

硕士论文
[1]基于神经网络的接触器用触头电寿命预测的研究[D]. 张倩.河北工业大学 2012
[2]风电机组传动系统动态性能研究及疲劳分析[D]. 丁习坤.新疆大学 2011



本文编号：2968695