[发明专利]一种挖掘机动臂疲劳试验程序谱整理及试验加载方法

权利要求书

1.一种挖掘机动臂疲劳试验程序谱整理及试验加载方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，在挖掘机实际工作过程中，采用应变片实测挖掘机动臂上疲劳关键部位的应力-时间历程；采用在动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸上分别布置位移传感器实测三个油缸的伸缩量-时间历程，进而获得工作姿态；采用在动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸的大腔和小腔中分别布置压力传感器实测三个油缸的大腔、小腔的压力-时间历程，进而得到三个油缸的油缸力-时间历程；

步骤二，根据动臂与斗杆油缸铰接点力、动臂与斗杆铰接点力的规律，以及动臂的运动特征确定动臂疲劳试验加载方案；

步骤三，以动臂最大弯矩截面为载荷当量基准，并遵循应力等效原则，将动臂与斗杆油缸铰接点力—时间历程、动臂与斗杆铰接点力—时间历程，当量成动臂疲劳试验姿态下的一个当量垂向力-时间历程；

步骤四，将当量垂向力-时间历程编制成动臂计算载荷谱；

步骤五，通过对疲劳关键部位应力测点采用损伤一致性准则对动臂计算载荷谱进行修正，最后得到动臂疲劳试验程序谱。

2.如权利要求1所述的挖掘机动臂疲劳试验程序谱整理及试验加载方法，其特征在于，所述的动臂上疲劳关键部位应力位置使用有限元分析软件进行强度分析、模态分析，并结合强度试验和结构特征予以确定。

3.如权利要求1所述的挖掘机动臂疲劳试验程序谱整理及试验加载方法，其特征在于，步骤二中所述的规律是指动臂与斗杆油缸铰接点力-时间历程、动臂与斗杆铰接点的力-时间历程；所述的两个铰接点力-时间历程通过油缸力-时间历程，结合工作姿态和D-H法反算求解得到。

4.如权利要求1所述的挖掘机动臂疲劳试验程序谱整理及试验加载方法，其特征在于，步骤二中动臂疲劳试验加载方案为：

在动臂局部坐标系下进行疲劳试验，具体姿态为：使动臂与转台的铰接点、以及动臂与斗杆的铰接点的连线与水平面平行，约束动臂与转台的铰接点、动臂与动臂油缸的铰接点，只在动臂与斗杆的铰接点处，在垂直于所述连线的方向上施加载荷。

5.如权利要求1所述的挖掘机动臂疲劳试验程序谱整理及试验加载方法，其特征在于，所述的步骤三的载荷当量方法具体为：

首先，将动臂与斗杆油缸铰接点力—时间历程，动臂与斗杆铰接点力—时间历程或力矩—时间历程，按坐标变换原理，分解到动臂局部坐标系下；

其次，计算动臂在实测外力作用下的最大弯矩截面，以最大弯矩截面处下翼缘板上的左角点I、右角点J的应力等效分别计算相应的当量垂向力，从而得到当量垂向力-时间历程；计算式如下：

上式中，F_eq表示所求的当量垂向力；k_I表示当量垂向力F_eq与角点I或J的应力的比例系数；F_i表示动臂与斗杆油缸铰接点力的各个分量，n表示动臂与斗杆油缸铰接点力的分量的个数，k_1i表示动臂与斗杆油缸铰接点力各分量与角点I或J的应力的比例系数；F_j表示动臂与斗杆铰接点力的各个分量，m表示动臂与斗杆铰接点力/力矩分量的个数，k_2j表示动臂与斗杆铰接点力/力矩各分量与角点I或J的应力的比例系数；k_1i，k_2j和k_I通过有限元分析软件计算得到；

最后，分别将按角点I和按角点J当量的垂向力加载下动臂上疲劳关键部位应力点的应力-时间历程，与对应测点实测应力-时间历程对比，取与实测值更接近者，作为最后的当量垂向力-时间历程。