实测载荷驱动下挖掘机动臂的疲劳寿命研究.pdfVIP

学兔兔 第 12卷第 3期 中 国 工 程 机 械 学 报 Vo1．12NO．3 2014年 6月 CHINESEJOURNALOFCONSTRUCTIONMACHINERY Jun．2014 实测载荷驱动下挖掘机动臂的疲劳寿命研究 姜 涛 ，刘雄斌 ，周广萍 (1．同济大学机械与能源工程学院，上海 201804~2．卡特彼勒(吴江)有限公司，苏州 215200) 摘要：针对挖掘机工作装置疲劳分析中由于复杂载荷难以模拟而导致结果误差大的问题 ，提出一种完全 由真实 载荷驱动的工作装置疲劳寿命研究方法 ，为工作装置结构设计提供了依据．以20t挖掘机为研究对象，采用D-H (Denavi—Hartenberg)法建立挖掘机工作装置动力学模型，并根据传感器记录的挖掘过程 中各液压缸压力和位移 的变化曲线结合力平衡方程得到动臂各铰点的真实工作载荷 ，再应用疲劳分析软件对动臂进行疲劳分析，获得 寿命云图．研究结果为挖掘机工作装置的结构设计提供了参考依据． 关键词：挖掘机 ；工作装置；真实载荷；D-H法；疲劳分析 中图分类号：TU621 文献标志码：A 文章编号：1672—5581(2014)03—0268—05 Fatiguelifestudyon excavatorboom sunderactualloading JIANG Tao ，LIUXiong-bin ，ZHOUGuang-ping (1．SchoolofMechanicalEngineering，TongjiUniversity，Shanghai201804，China 2．Caterpillar(Wujiang)Co．，Ltd．，Suzhou215200，China) Abstract：Duethatitisdifficulttosimulatethecomplexloadingduringthefatigueanalysisonexcavator workingdevices，thebig errorsexist．Accordingly，an actual—loading—driven fatigue lifemethodisfirst proposedforworkingdevicedesign．Then，adynamicalmodelisestablishedusing theDenavi—Hartenberg (D-H)method．Accordingtothepressureanddisplacementvariationcurvesofhydrauliccylindersfrom sensors，theactualloadingfrom boom hingesisobtainedbased onforce—balanced equation．Finally，the boom fatigueanalysisiSconductedforlifecontourviafatigueanalysissoftware．Therefore。theresultof 16．8yearsminimum lifeprovidesareferenceforexcavatorstructuraldesignonworkingdevices． Keywords：excavator；workingdevice；actualloading；D-H method；fatigueanalysis 挖掘机工作装置是挖掘机作业的直接实施者， 拟出理论挖掘阻力从而求得各危险点的载荷历程 工作过程中承受着各种恶劣工况下的复杂载荷作 已成为可能，但是 由于挖掘机实际工作载荷具有随 用，因此挖掘机工作装置的强度、可靠性和耐久性 机性和不确定性，仿真软件中很难模拟出真实的载 直接关系到挖