[發明專利]推土機推桿疲勞壽命確定方法、裝置、設備及介質

在審

• 申請號: 202210006731.1
• 申請日: 2022-01-05
• 公開（公告）號: CN114386189A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 朱向前;潘龍葉;欒興偉;孟凡旺;黃亞軍;關祥龍;張如偉;周海崗;趙塹;劉存波
• 申請（專利權）人: 山推工程機械股份有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F30/25;G06F119/02;G06F119/12;G06F119/14
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 嚴慧

本發明實施例公開了一種推土機推桿疲勞壽命確定方法、裝置、設備及介質。該方法通過構建目標推土機的動力學模型、液壓控制模型以及土壤模型，進而基于構建的三個模型對目標推土機的斜推工況進行仿真，模擬目標推土機的動態斜推過程，利用動力學模型輸出的動態斜推過程下推桿的表面應力時間歷程信息，以及推桿的應力壽命曲線，確定推桿的總疲勞壽命，實現了斜推工況下推桿的疲勞壽命分析。該方法基于聯合仿真模擬了推土機的完整斜推工況，并準確計算出了作用在推桿上的動態應力，克服了傳統的在固定加載邊界和特定姿態下疲勞分析的局限性，進而提高了分析出的推桿疲勞壽命的準確性。

技術領域

本發明實施例涉及推土機部件疲勞壽命預測技術領域，尤其涉及一種推土機推桿疲勞壽命確定方法、裝置、設備及介質。

背景技術

推土機被廣泛應用于建筑、道路、水利、農業、林業等土石方工程中。由于連續的加載循環加上惡劣的環境條件，推土機的工作裝置容易發生疲勞破壞。較高的故障率會導致較長的停機時間，對工程進度和人員安全不利。因此，對推土機工作裝置部件的疲勞分析就顯得尤為重要。預測部件的整體壽命，需要綜合各工況下的使用壽命占比。推土機的工況根據鏟刀工作時的姿態可分為直推和斜推。斜推工況是推土機的一個常見工況，被用于挖溝、修坡等工程中。由于不平衡受載，鏟刀傾斜側的推桿將承受較大的力矩。因此，斜推工況會對推桿造成嚴重損傷，并且導致左右推桿的使用壽命不同。因而，斜推工況下推桿的疲勞壽命分析對預測推土機工作裝置的整體壽命具有重要意義。

現有的疲勞分析技術通常采用理論計算的恒定力代替變化的外載荷，并且假設在工作中部件的工作姿態不發生變化。然而在實際的推土機斜推過程中，推桿會在三個軸向上旋轉，使得作用在推桿上的外載荷會隨著推桿的姿態改變而變化，并且由鏟刀傳遞到推桿上的土壤載荷會隨下鏟深度和推土速度的變化而變化。因此，現有的采用靜態加載的技術難以準確得到接近實際的疲勞壽命。也有技術將試驗測得的工況載荷，與有限元技術相結合進行疲勞分析，但是試驗測取的方法比較繁瑣；另一方面推土機的推桿前后端都為球形銷，并且斜推工況中推桿會和土壤接觸，不方便安裝傳感器測取。因此，現有技術很難準確分析出斜推工況中的推桿在多姿態下和復雜外載作用下的疲勞壽命。

發明內容

本發明實施例提供了一種推土機推桿疲勞壽命確定方法、裝置、設備及介質，以分析推土機推桿在完整斜推工況下的疲勞壽命，并研究斜推工況對左右推桿的壽命影響，為推土機推桿乃至整個工作裝置的整體疲勞壽命預測奠定了基礎。

第一方面，本發明實施例提供了一種推土機推桿疲勞壽命確定方法，所述方法包括：

構建土壤模型、目標推土機的動力學模型以及所述目標推土機的液壓控制模型；

基于所述土壤模型、所述動力學模型以及所述液壓控制模型對所述目標推土機的斜推工況進行仿真，模擬所述目標推土機的動態斜推過程；

基于所述動力學模型，確定在所述動態斜推過程下所述目標推土機中的推桿的表面應力時間歷程信息；

基于所述表面應力時間歷程信息以及所述推桿對應的應力壽命曲線，確定所述推桿對應的總疲勞壽命。

可選的，所述基于所述表面應力時間歷程信息以及所述推桿對應的應力壽命曲線，確定所述推桿對應的總疲勞壽命，包括：

通過雨流計數法對所述表面應力時間歷程信息進行處理，得到所述推桿的變幅循環載荷譜；

獲取所述推桿對應的應力壽命曲線；

基于所述變幅循環載荷譜以及所述應力壽命曲線確定所述推桿對應的總疲勞壽命。

可選的，所述基于所述變幅循環載荷譜以及所述應力壽命曲線確定所述推桿對應的總疲勞壽命，包括：

根據所述變幅循環載荷譜確定各個應力對應的循環次數，基于所述應力壽命曲線確定各個應力對應的疲勞壽命；