[发明专利]装载机工作装置疲劳试验谱整理方法、加载方法及装置

说明书

本发明涉及装载机工作装置疲劳试验谱整理方法、加载方法及装置，先将装载机工作装置简化为一个平面结构，建立动臂坐标系xoy，获得铲斗与动臂的铰点A、摇臂与动臂的铰点D、动臂油缸与动臂的铰点I在动臂坐标系下的铰点力载荷时间历程；再在动臂板的中性面上选取结构点，计算动臂坐标系下动臂板上结构点的弯矩M_i；固定铲掘姿态下，装载机工作装置受到等效外力F、动臂油缸对动臂的作用力F_I和摇臂油缸对摇臂的作用力F_E，求解得到等效外力F的位置和方向参数，再获取等效外力F的载荷时间历程，编制装载机工作装置疲劳试验谱。本发明建立动臂截面弯矩与等效外力的当量关系来绘制试验谱，能同时考虑铲斗底板垂向载荷和水平载荷的作用。

技术领域

本发明属于疲劳试验领域，具体涉及装载机工作装置疲劳试验谱整理方法、加载方法及装置。

背景技术

工作装置是装载机主要的工作部件，也是装载机的直接受力部件，其结构性能及疲劳性能的好坏直接影响装载机的使用可靠性和寿命。装载机工作装置结构的疲劳断裂是装载机工作装置结构破坏的主要原因，对装载机工作装置进行疲劳寿命试验是制定结构维修保养计划以及保证结构基本使用时间的重要基础。而且疲劳台架试验时需要固定装载机工作装置姿态，因此，装载机工作装置疲劳试验载荷谱整理与加载方法是疲劳寿命预测领域的一个重要研究方向。

目前，还没有一种适用于装载机工作装置的疲劳试验载荷谱整理与加载方法，这是因为工作装置在装载机铲装作业过程中的姿态不断发生变化，二疲劳试验时需要将装载机工作装置固定在某个姿态下，两者之间的矛盾难以协调。这里利用动臂截面弯矩等效原则，将不同作业姿态下装载机工作装置的试验实测外载荷当量至固定姿态下，并采用数理统计的方法编制了装载机工作装置疲劳试验载荷谱。现有的装载机工作装置疲劳试验加载装置是标准“JB/T5958-1991装载机工作装置疲劳试验方法”提出的在铲斗中心斗尖处加载垂向载荷，这种加载方法与加载装置只考虑了装载机工作装置所受垂向载荷的作用，没有考虑装载机工作装置水平载荷的作用，并且只适用于单一机型。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供装载机工作装置疲劳试验谱整理方法、加载方法及装置，适用于不同型号的装载机工作装置疲劳试验。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

包括以下步骤：

(1)将装载机工作装置简化为一个平面结构，建立动臂坐标系xoy，并通过销轴传感器获得铲斗与动臂的铰点A、摇臂与动臂的铰点D、动臂油缸与动臂的铰点I在动臂坐标系下的铰点力载荷时间历程；

(2)在动臂板的中性面上选取结构点，计算动臂坐标系下动臂板上结构点的弯矩M_i；

(3)固定铲掘姿态下，装载机工作装置受到等效外力F、动臂油缸对动臂的作用力F_I和摇臂油缸对摇臂的作用力F_E，求解得到等效外力F的位置和方向参数；

(4)根据等效外力F的位置和方向参数获取等效外力F的载荷时间历程；

(5)根据等效外力F的载荷时间历程编制装载机工作装置疲劳试验谱。

进一步地，步骤(1)中动臂坐标系xoy以动臂两端铰接点连线为x轴，指向铲斗一端为x轴正方向，垂直x轴向上为y轴正方向，以动臂与前车架铰接点为原点。

进一步地，步骤(1)中在动臂坐标系下获得的铰点力载荷时间历程包括：铰点A在x轴方向的分力F_Ax，在y轴方向的分力F_Ay；铰点I在x轴方向的分力F_Ix，在y轴方向的分力F_Iy；铰点D在x轴方向的分力F_Dx，在y轴方向的分力F_Dy；