装载机工作装置动力学仿真及寿命预测

发布时间：2024-03-21 03:07

　　装载机广泛应用于各类工程建设中,发挥着举足轻重的作用,其工作装置性能的好坏在一定程度上影响着整机的工作状态。由于装载机工作环境多变,作业过程承受交变载荷作用,造成了其工作装置常常发生疲劳破坏。开展装载机工作装置疲劳寿命评估与预测对提升装载机工作性能方面具有重要作用。本文以ZL50G型装载机工作装置为研究对象,对其焊接结构与非焊接结构分别进行了疲劳寿命分析。基于ADAMS与ANSYS软件完成了装载机工作装置刚柔耦合模型的建立,通过对比两软件中模态分析结果验证了模型的准确性。在ADAMS中给模型添加实测油缸位移、销轴载荷以及拉杆拉力这些实测数据后,完成了装载机工作装置动力学分析。依靠分析工作装置一个工作循环间的应力变化云图,选取了装载机工作装置上主要的疲劳危险点,并提取了应力时间历程数据,为后续应力谱的编制提供数据基础。对得到的应力时间历程数据进行数据处理和雨流计数后得到了雨流矩阵,依靠核密度估计下的非参数外推方法,将应力谱外推至具有全寿命周期的二维64×64级应力谱;考虑到均值应力对焊接结构与母材疲劳寿命的影响大小,分别采用变均值法与等寿命转换法将焊接与母材结构上疲劳危险点的二维应力谱编...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 选题意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 ADAMS动力学仿真应用技术
        1.2.2 疲劳寿命预测方法
    1.3 本文研究的主要内容
    1.4 技术路线
第二章 装载机工作装置刚柔耦合模型
    2.1 多刚体动力学理论
        2.1.1 多刚体运动学方程
        2.1.2 多刚体动力学方程
    2.2 多柔体动力学理论
        2.2.1 多柔体运动学方程
        2.2.2 多柔体动力学方程
    2.3 刚体动力学模型
        2.3.1 三维实体模型
        2.3.2 ADAMS刚体动力学模型
    2.4 刚柔耦合动力学模型
        2.4.1 柔性体建模
        2.4.2 模态分析验证
    2.5 本章小结
第三章 装载机工作装置动力学仿真
    3.1 工况分析
    3.2 实测载荷数据说明
    3.3 工作装置动力学仿真
        3.3.1 实测数据调用
        3.3.2 工作装置动力学分析
    3.4 疲劳危险区域的确定
        3.4.1 六种不同工况下的应力分布
        3.4.2 疲劳危险点
    3.5 疲劳危险点的应力时间曲线
    3.6 本章小结
第四章 装载机工作装置应力谱编制
    4.1 数据处理
    4.2 雨流循环计数
        4.2.1 雨流计数法简介
        4.2.2 雨流矩阵形式
    4.3 装载机工作装置多物料作业合成
    4.4 雨流矩阵的非参数法外推
        4.4.1 非参数外推理论
        4.4.2 核密度估计外推
    4.5 应力谱的编制
        4.5.1 二维应力谱的编制
        4.5.2 一维应力谱的编制
    4.6 本章小结
第五章 装载机工作装置疲劳寿命评估
    5.1 疲劳分析基础理论
        5.1.1 疲劳的定义与分类
        5.1.2 疲劳累积损伤理论
        5.1.3 材料S-N曲线
    5.2 焊接结构疲劳寿命预测
        5.2.1 名义应力法
        5.2.2 焊接疲劳BS评估标准
        5.2.3 基于应力谱的焊接结构疲劳寿命计算
    5.3 非焊接结构疲劳损伤寿命预测
        5.3.1 非焊接结构疲劳寿命影响因素
        5.3.2 构件S-N曲线
        5.3.3 基于应力谱的非焊接结构疲劳寿命预测
    5.4 预测寿命与试验结果对比分析
    5.5 本章小结
结论
    结论
    展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢



本文编号：3933729