[發(fā)明專利]一種挖掘機(jī)動(dòng)臂疲勞試驗(yàn)程序譜整理及試驗(yàn)加載方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710042139.6
• 申請(qǐng)日: 2017-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106885691B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂彭民;向清怡;王斌華;任雪嬌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M13/00
• 分類號(hào): G01M13/00
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 李婷;張明

本發(fā)明公開(kāi)了一種挖掘機(jī)動(dòng)臂疲勞試驗(yàn)程序譜整理及試驗(yàn)加載方法，該方法的具體過(guò)程包括：1.準(zhǔn)備編制載荷譜的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；2.確定挖掘機(jī)動(dòng)臂疲勞試驗(yàn)加載方案；3.以動(dòng)臂最大彎矩截面為載荷當(dāng)量基準(zhǔn)，求取當(dāng)量垂向載荷；4.將當(dāng)量垂向力?時(shí)間歷程編制成動(dòng)臂計(jì)算載荷譜；5.通過(guò)對(duì)疲勞關(guān)鍵部位應(yīng)力測(cè)點(diǎn)采用損傷一致性準(zhǔn)則對(duì)計(jì)算載荷譜進(jìn)行修正，最后得到動(dòng)臂疲勞試驗(yàn)程序譜。本發(fā)明方法以實(shí)測(cè)載荷為基礎(chǔ)，使疲勞試驗(yàn)簡(jiǎn)單可行的同時(shí)能最大限度的復(fù)現(xiàn)動(dòng)臂的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種挖掘機(jī)動(dòng)臂疲勞試驗(yàn)程序譜整理及試驗(yàn)加載方法。

背景技術(shù)

疲勞試驗(yàn)是疲勞研究的有力手段，疲勞試驗(yàn)應(yīng)盡可能模擬真實(shí)情況，載荷譜是進(jìn)行疲勞試驗(yàn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，因此，載荷譜必須準(zhǔn)確有效地整理。疲勞試驗(yàn)按加載方式不同分為等幅加載、程序加載和隨機(jī)加載，載荷譜也相應(yīng)的分為等幅加載譜、程序加載譜和隨機(jī)加載譜。等幅加載可以簡(jiǎn)化試驗(yàn)，但在反映載荷順序及其變化歷程的影響時(shí)不如程序加載；隨機(jī)加載可以計(jì)及載荷順序，能反映真實(shí)載荷對(duì)構(gòu)件壽命的影響，但加載系統(tǒng)及試驗(yàn)過(guò)程較復(fù)雜；程序加載常用雨流計(jì)數(shù)等方法將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)整理成各級(jí)幅值的載荷循環(huán)，因其試驗(yàn)簡(jiǎn)單，故得到廣泛應(yīng)用。因此，本發(fā)明旨在尋求一種挖掘機(jī)動(dòng)臂疲勞試驗(yàn)程序譜整理及試驗(yàn)加載方法。

對(duì)于工作姿態(tài)不變、所承受載荷方向固定的構(gòu)件或整機(jī)，疲勞試驗(yàn)姿態(tài)容易確定，實(shí)測(cè)外載荷可直接用來(lái)整理載荷譜，且能較好的復(fù)現(xiàn)實(shí)際服役情況，例如，工程車輛傳動(dòng)系- 等；而挖掘機(jī)工作裝置具有多自由度，實(shí)際工作姿態(tài)和外載荷的大小和方向時(shí)刻在改變，實(shí)測(cè)載荷難以直接用于整理能夠反映實(shí)際情況的整機(jī)載荷譜。

文獻(xiàn)“R961型液壓挖掘機(jī)斗桿載荷譜”和文獻(xiàn)“單斗液壓挖掘機(jī)模型模擬試驗(yàn)加載譜的研究”采用簡(jiǎn)化的形式，都是對(duì)挖掘機(jī)工作裝置在固定姿態(tài)下做整機(jī)疲勞試驗(yàn)，前者以斗桿危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)力當(dāng)量斗尖加載力，試驗(yàn)只能保證斗桿上危險(xiǎn)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)與實(shí)際相同；后者以動(dòng)臂危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)力當(dāng)量斗尖加載力，也只能保證復(fù)現(xiàn)動(dòng)臂上某危險(xiǎn)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力，兩種方法不能確定其余部位的應(yīng)力與實(shí)際狀態(tài)是否一致，且危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)與細(xì)部結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，以危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力為中間量整理的載荷譜只適用于與試驗(yàn)樣機(jī)同機(jī)型的挖掘機(jī)。

現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)于挖掘機(jī)動(dòng)臂構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)研究還比較少，主要難點(diǎn)在于挖掘機(jī)工作過(guò)程中動(dòng)臂所受實(shí)際外力復(fù)雜，可以反映動(dòng)臂實(shí)際受力狀態(tài)的疲勞試驗(yàn)用載荷譜難以整理。

綜上所述，急需尋求一種合理的動(dòng)臂疲勞試驗(yàn)程序譜整理及試驗(yàn)加載方法，為挖掘機(jī)動(dòng)臂構(gòu)件的疲勞試驗(yàn)及可靠性壽命預(yù)估研究提供基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于，提供一種挖掘機(jī)動(dòng)臂疲勞試驗(yàn)程序譜整理及試驗(yàn)加載方法，該方法以實(shí)際載荷為基礎(chǔ)，使疲勞試驗(yàn)簡(jiǎn)單可行，同時(shí)能最大限度地復(fù)現(xiàn)動(dòng)臂的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)。

為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種挖掘機(jī)動(dòng)臂疲勞試驗(yàn)程序譜整理及試驗(yàn)加載方法，包括以下步驟：

步驟一，在挖掘機(jī)實(shí)際工作過(guò)程中，采用應(yīng)變片實(shí)測(cè)挖掘機(jī)動(dòng)臂上疲勞關(guān)鍵部位的應(yīng)力-時(shí)間歷程；采用在動(dòng)臂油缸、斗桿油缸和鏟斗油缸上分別布置位移傳感器實(shí)測(cè)三個(gè)油缸的伸縮量-時(shí)間歷程，進(jìn)而獲得工作姿態(tài)；采用在動(dòng)臂油缸、斗桿油缸和鏟斗油缸的大腔和小腔中分別布置壓力傳感器實(shí)測(cè)三個(gè)油缸的大腔、小腔的壓力-時(shí)間歷程，進(jìn)而得到三個(gè)油缸的油缸力-時(shí)間歷程；

步驟二，根據(jù)動(dòng)臂與斗桿油缸鉸接點(diǎn)力、動(dòng)臂與斗桿鉸接點(diǎn)力的規(guī)律，以及動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)特征確定動(dòng)臂疲勞試驗(yàn)加載方案；

步驟三，以動(dòng)臂最大彎矩截面為載荷當(dāng)量基準(zhǔn)，并遵循應(yīng)力等效原則，將動(dòng)臂與斗桿油缸鉸接點(diǎn)力—時(shí)間歷程、動(dòng)臂與斗桿鉸接點(diǎn)力—時(shí)間歷程，當(dāng)量成動(dòng)臂疲勞試驗(yàn)姿態(tài)下的一個(gè)當(dāng)量垂向力-時(shí)間歷程；

步驟四，將當(dāng)量垂向力-時(shí)間歷程編制成動(dòng)臂計(jì)算載荷譜；