基于主S-N曲线的装载机工作装置疲劳寿命评估

作     者：杨思源 宋绪丁 万一品 YANG Siyuan;SONG Xuding;WAN Yipin

作者机构：长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西西安710064 

基　　金：国家科技支撑计划项目(2015BAF07B02) 陕西省自然科学基础研究计划青年项目(2021JQ-283) 

出 版 物：《机械设计》 (Journal of Machine Design)

年 卷 期：2023年第40卷第12期

页      码：15-22页

摘      要：针对装载机在使用过程中焊接结构的疲劳开裂问题,文中在其设计阶段进行了疲劳寿命评估。首先,建立了工作装置中连杆网格尺寸为10,5,2.5 mm的有限元模型,对其进行静力学求解并提取其焊趾节点的结构应力,结果表明,在这3种网格尺寸下结构应力大小的相对误差不超过1%,验证了主S-N曲线法对网格尺寸不敏感的特性。此外,建立额定载质量9 t的装载机工作装置在台架试验姿态下含有焊缝细节特征的三维有限元模型,采用实测得到的疲劳试验加速加载谱进行加载计算,获得焊线L1~L8的结构应力,根据各焊线所受的载荷模式及所处位置的板厚等参数计算得到了工作装置焊线L1~L8的疲劳寿命,并与采用FE-SAFE软件计算得到的8条焊线疲劳寿命进行对比,二者分析结果均在焊线L2(动臂板与动臂油缸连接处焊缝)处首先发生疲劳破坏,疲劳寿命分别为12376.3和9597.6 h;通过与采用IIW和BS 7608标准计算的寿命进行对比,分析了结果差异的原因,评估结果对改进装载机工作装置结构与焊缝优化提供了依据。

主 题 词：装载机 工作装置 疲劳寿命 主S-N曲线 FE-SAFE 

学科分类：080503[080503] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.13841/j.cnki.jxsj.2023.12.011

馆 藏 号：203125193...