【摘要】：液壓挖掘機是一類重要的工程機械裝備,在國民經濟建設的各行各業(yè)得到廣泛的使用。挖掘機在實際作業(yè)過程中,由于挖掘工況多種多樣,工作環(huán)境比較惡劣,工作裝置不斷受到交變載荷以及沖擊載荷的作用,經常出現疲勞開裂的現象。本文依托于國家科技支撐計劃項目“工程機械節(jié)能減排共性技術研究”(項目號:2015BAF07B01),以某36.5t級中型液壓挖掘機為研究對象,采用名義應力法和非線性累積損傷理論,對挖掘機工作裝置的斗桿結構進行疲勞壽命研究。主要研究內容如下:(1)通過對挖掘機工作裝置進行力學分析,得到了挖掘機斗桿鉸點載荷與工作裝置各液壓缸受力的關系式。對挖掘機斗桿進行了四種危險工況下的有限元分析,獲得了四種危險工況下斗桿的應力云圖,確定了斗桿的疲勞危險區(qū)域。(2)對挖掘機進行了擾動土、石塊、土石混合物3種土質下的動態(tài)載荷測試試驗,獲得了分布于斗桿四周52處應變片的應變歷程,以及動臂液壓缸、斗桿液壓缸、鏟斗液壓缸大小腔壓力變化歷程、伸縮量變化歷程,通過工作裝置的力學分析,獲得了挖掘機斗桿的鉸點載荷時間歷程。(3)對挖掘機斗桿進行了實際作業(yè)循環(huán)的動力學仿真,獲得了疲勞危險區(qū)域的應力時間歷程。參考國際焊接協會IIW標準,確定了斗桿結構的S-N曲線。提出了一種以計數循環(huán)為單位來處理累積損傷的壽命評估方法。通過前后兩級載荷應力比的平方(σ_2/σ_1)~2來表現載荷之間的相互作用效應,提出了考慮載荷相互作用效應的非線性累積損傷方法,用試驗驗證了方法的合理性。(4)應用本文提出的方法分析了斗桿的疲勞壽命,對挖掘機斗桿的壽命薄弱部位進行了改進,從有限元分析與壽命預測兩個角度,證明了改進結構的可行性。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU621

【參考文獻】

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本文編號：2600146