本文關(guān)鍵詞： 裝載機 傳動系 載荷譜 疲勞預(yù)測 耐久性試驗　出處：《吉林大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金資助項目“輪式工程車輛傳動系載荷譜關(guān)鍵技術(shù)研究”、國家“863”計劃主題項目“大型露天采礦技術(shù)與裝備”中的“75m3大型露天礦用挖掘機研制”課題以及校企合作項目“某型裝載機傳動系載荷譜編制方法研究與應(yīng)用研究”，以某裝載機傳動系為研究對象，綜合運用數(shù)理統(tǒng)計、信號分析和處理、結(jié)構(gòu)有限元分析和疲勞設(shè)計等理論，基于實測裝載機多工況傳動系載荷的時間歷程，編制了疲勞載荷譜并進行典型零件疲勞壽命預(yù)測，形成了較為完善的裝載機傳動系疲勞載荷譜測試、編制及應(yīng)用的研究方法，以提高國產(chǎn)裝載機的自主研發(fā)水平。 在廣泛查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻基礎(chǔ)上，綜述了載荷譜測試及編制技術(shù)研究現(xiàn)狀。根據(jù)裝載機傳動系載荷特點，提出了裝載機傳動系統(tǒng)載荷譜測試方案。經(jīng)過測試得到五種工況下傳動系主要零件的動態(tài)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。提出了裝載機傳動系實測載荷信號小波分形剔除奇異點的方法，通過與幅值門限法、梯度門限法以及統(tǒng)計平滑方法進行比較，，該方法能更有效地剔除奇異點，同時可對信號進行閾值濾波消除信號中的噪聲，提高信號處理效率。 根據(jù)裝載機明顯的分段作業(yè)特性，提出了劃分作業(yè)段的方法。給出了度量裝載機傳動系載荷譜分散性的分位數(shù)外推的基本方法，對比分析時域和雨流域頻次外推，提出了基于作業(yè)段雨流計數(shù)結(jié)果進行非參數(shù)外推重構(gòu)的“鏟-續(xù)-鏟”譜編制方法，該方法編制的載荷譜比較接近裝載機實際使用的載荷情況，反映了裝載機進行頻繁換擋的循環(huán)作業(yè)過程；為了便于實施零件疲勞試驗，采用損傷等效的方法，編制了軸類零件的8級程序加載譜。利用編制的多工況合成載荷譜，應(yīng)用應(yīng)力疲勞分析法對變速箱輸出法蘭進行了基于有限元的應(yīng)力壽命預(yù)估。 以傳動系齒輪類零件的載荷測試為基礎(chǔ)，通過研究定軸傳動和行星傳動中齒輪載荷的計數(shù)統(tǒng)計、合成以及外推方法，提出了傳動系齒輪類零件的載荷譜編制方法，編制了裝載機輪邊行星減速器合成作業(yè)段載荷譜，運用Romax分析軟件，對裝載機輪邊行星傳動齒輪進行了彎曲疲勞壽命預(yù)測，預(yù)測結(jié)果表明輪邊減速器齒輪強度滿足設(shè)計要求。通過敏度分析，研究齒輪輸入載荷參數(shù)以及齒根圓角參數(shù)對壽命的影響。結(jié)果表明與行星輪相比，太陽輪損傷對載荷幅值的增大以及齒根圓角參數(shù)的惡化比較敏感，損傷增加幅度大。 提出了一種與用戶實際使用關(guān)聯(lián)的裝載機試驗場耐久性試驗方法，該方法可再現(xiàn)裝載機在實際使用中的載荷和損傷，避免試驗的盲目性。為制定有效的耐久性試驗計劃，通過研究輸入數(shù)據(jù)的收集、壓縮、處理以及載荷譜等效等關(guān)鍵技術(shù)，分析了與用戶關(guān)聯(lián)的試驗場試驗技術(shù)和優(yōu)化目標(biāo)，建立了以最小誤差和最短時間為目標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化模型，利用NSGA-II算法，采用基于參考點的多目標(biāo)優(yōu)化方法，得到能反映專家偏好的最優(yōu)解集。該方法可以有效地反映用戶實際使用時的載荷情況，能及時發(fā)現(xiàn)和改進設(shè)備壽命設(shè)計中的偏差，指導(dǎo)裝載機產(chǎn)品定型或驗證試驗。 本文測取的載荷譜是裝載機傳動系抗疲勞設(shè)計和疲勞試驗加載的重要依據(jù)，本文提出的方法可以為其他工程車輛傳動系載荷譜測取及疲勞設(shè)計提供參考。
[Abstract]:In this paper, combined with the National Natural Science Fund Project "wheel drive system of engineering vehicle" Research on key technology of load spectrum, the national "863" project "technology and equipment of large opencast mining in the" development "of large opencast mining excavator 75m3 project and enterprise cooperation projects" of a certain type of loader transmission system research and application "preparation method of load spectrum, a loader transmission system as the research object, the integrated use of mathematical statistics, signal analysis and processing, finite element analysis and fatigue design theory, the measured load time history of loader transmission system based on multi condition, established the fatigue load spectrum and fatigue life prediction of typical parts, forming a more perfect the loader driveline test fatigue load spectrum, the establishment and application of research methods, to improve the level of independent research and development of domestic loaders.
On the basis of widely consulting the related literature at home and abroad, summarizes the research status of load spectrum testing and preparation technology. According to the load characteristics of loader transmission system, put forward the loader transmission system load spectrum testing program. After testing the main parts of the five conditions of transmission of dynamic torque and speed data loader transmission system is proposed. The method of wavelet fractal signal load measured by eliminating singular point, with amplitude threshold method, comparison method and statistical threshold gradient smoothing method, this method can efficiently eliminate the singular points, and the signal threshold filtering to eliminate noise, improve signal processing efficiency.
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本文編號：1525474