液壓挖掘機(jī)工作裝置的疲勞可靠性研究.pdf

1、液壓挖掘機(jī)工作環(huán)境復(fù)雜，工作裝置各運(yùn)動(dòng)單元往往承載著巨大的交變載荷，載荷水平越大、交變頻率越高，越易發(fā)生疲勞損壞。本文以某型號(hào)小型液壓挖掘機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)其工作裝置的疲勞可靠性進(jìn)行了深入的研究。
　　通過實(shí)地測(cè)繪完成工作裝置的三維建模，聯(lián)合運(yùn)用ANSYS和ADAMS建立其剛-柔耦合仿真模型。對(duì)液壓缸施加驅(qū)動(dòng)函數(shù)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，獲得鏟斗齒頂?shù)臉O限軌跡和三個(gè)重要的工作參數(shù)，并與實(shí)際工作參數(shù)對(duì)比。結(jié)果表明:工作參數(shù)仿真誤差較小，最大不

2、超過4％，可近似認(rèn)為仿真模型和物理模型相符。
　　計(jì)算挖掘工況下鏟斗受到的提升阻力和挖掘阻力，模擬實(shí)際受力情況進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，得到工作裝置各鉸接點(diǎn)處的載荷-時(shí)間曲線，進(jìn)而獲取危險(xiǎn)點(diǎn)的位置，并對(duì)危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力-時(shí)間歷程進(jìn)行分析。結(jié)果表明:危險(xiǎn)點(diǎn)位于鏟斗液壓缸與斗桿的鉸接點(diǎn)處，當(dāng)鏟斗齒頂位于最深挖掘點(diǎn)時(shí)，危險(xiǎn)點(diǎn)處應(yīng)力達(dá)到峰值;
　　為降低數(shù)據(jù)誤差風(fēng)險(xiǎn)，探討仿真得到的危險(xiǎn)點(diǎn)位置及應(yīng)力-時(shí)間數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步設(shè)計(jì)動(dòng)應(yīng)力采集實(shí)驗(yàn)對(duì)仿真

3、結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明:單個(gè)應(yīng)力循環(huán)與仿真具有同步的規(guī)律性。危險(xiǎn)點(diǎn)位置一致，應(yīng)力峰值平均達(dá)到171.2 MPa，和仿真數(shù)據(jù)僅相差3.914％;
　　在NCodeDesignlife中基于雙參數(shù)雨流計(jì)數(shù)原理對(duì)危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力-時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行編譜。根據(jù)疲勞累積損傷理論建立斗桿的可靠度概率模型，計(jì)算其可靠度，并繪制斗桿的疲勞壽命和可靠度的關(guān)系曲線。在ANSYS中采用Monte-Carlo抽樣法對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，并基于Six Sigma工具分