[发明专利]挖掘机下车架等效力时间历程获取及疲劳试验谱整理方法

说明书

本发明提供一种挖掘机下车架等效力时间历程获取及疲劳试验谱整理方法，结合油缸力‑时间历程、工作姿态、铰点力‑时间历程，分别在挖掘姿态和卸载姿态下，获取地面对下车架的作用力并分解至支撑轮，将支撑轮处的作用力等效为竖直方向的等效力，根据挖掘机的工作循环进行变换，得到下车架各支撑轮处时间相等的程序谱，对程序谱进行等效变换得到最终的疲劳试验谱。本发明的挖掘机下车架等效力时间历程获取及疲劳试验谱整理方法可对下车架部件进行台架疲劳试验，提高试验精度；通过损伤一致性修正保证疲劳试验谱的准确可靠；通过损伤等效变换将程序谱等效为恒幅谱，保证疲劳试验谱相位的同步性；本发明可以扩展至相似下车架的设备，适用范围广阔。

技术领域

本发明涉及机械设备领域，涉及挖掘机下车架等效力获取及疲劳试验，具体涉及一种挖掘机下车架等效力时间历程获取及疲劳试验谱整理方法。

背景技术

机械设备发生结构上的破坏往往不是其静强度不足，而是疲劳损伤累积引起的疲劳裂纹导致疲劳断裂。然而，国内厂商针对挖掘机实际工况下的疲劳强度试验等关键技术的研发还没有取得突破性进展。缺少实际工况下的疲劳试验，挖掘机下车架的可靠性研究很难得到提高。为了能够对挖掘机下车架的耐久性设计和优化提供技术支持，需要对挖掘机下车架进行疲劳试验。所以，研究挖掘机下车架等效力时间历程获取方法和下车架疲劳试验谱的整理方法是非常必要的。

现有技术对挖掘机结构件的疲劳试验研究主要集中在动臂和斗杆构件，对于挖掘机下车架构件的疲劳试验研究比较少，主要难点在于挖掘机工作过程中下车架所受实际外力复杂，可以反映下车架实际受力状态的疲劳试验用载荷谱难以整理，且传统加载方法难以实现。

综上所述，急需寻求一种合理的挖掘机下车架等效力时间历程获取方法和下车架疲劳试验谱的整理方法，为挖掘机下车架构件的疲劳试验及可靠性寿命预估研究提供基础。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种挖掘机下车架等效力时间历程获取及疲劳试验谱整理方法，解决现有技术中缺乏相应的挖掘机下车架等效力时间历程获取方法和下车架疲劳试验谱的整理方法导致的疲劳试验用载荷谱难以整理的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种挖掘机下车架等效力时间历程获取方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：铰点力时间历程获取，

实测动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸的伸缩量时间历程，进而获得工作姿态；

实测动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸的无杆腔和有杆腔的压力时间历程，计算求得动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸的油缸力时间历程；

对挖掘机工作装置各构件建立力学平衡方程，代入所述的油缸力时间历程和工作姿态，求解出转台与动臂铰点、转台与动臂油缸铰点的铰点力时间历程；

所述的转台与动臂铰点记为A点，转台与动臂油缸铰点记为O点，所述的工作姿态包括挖掘姿态和卸载姿态，所述的伸缩量时间历程和压力时间历程测定时长相等且同时测定；

步骤二：下车架受力时间历程获取，

在挖掘姿态下，对液压挖掘机下车架与转台整体进行受力分析，通过步骤一中得到的A点和O点的铰点力时间历程，建立力学平衡方程，求解挖掘姿态下，地面对下车架的作用力时间历程；

在卸载姿态下，对液压挖掘机下车架与转台整体进行受力分析，通过步骤一中得到的A点和O点的铰点力时间历程，建立力学平衡方程，求解卸载姿态下，地面对下车架的作用力时间历程；

步骤三：支撑轮受力时间历程获取，

将步骤二中得到的挖掘姿态下，地面对下车架的作用力分解到挖掘机的四个支撑轮处的Rxyz坐标系中，建立力学平衡方程，求解挖掘姿态下，四个支撑轮受到的支撑力时间历程；