装载机轴类零件载荷测试方法与试验研究

为获得装载机传动系轴类零件铲装作业的载荷时间历程数据,以装载机传动系统载荷传递原理和传感器设计理论为基础,研究了装载机轴类零件载荷多参数同步测试方法。针对装载机传动系统载荷谱测试的重点和难点,采用动态遥测技术解决狭小空间内载荷测试问题。构建了装载机轴类零件载荷信号采集系统,该系统包括半轴、传动轴转矩和转速参数,发动机转速参数以及挡位参数的采集。选择50型装载机作为试验样机进行铲装试验,获取了样机轴类零件铲装作业的载荷时间历程数据。试验结果表明,提出的载荷测试方法准确可行,具有很好的通用性,可以用于汽车、农用机械等轴类零件的载荷数据测试。     

装载机工作装置有限元分析与疲劳强度评估

为研究大吨位装载机工作装置使用寿命与结构强度之间的关系,根据装载机工作装置结构特点对其进行合理简化,采用壳单元、杆单元和梁单元建立装载机工作装置有限元模型。根据装载机工作特点,选择不同工作姿态下的3种典型工况进行结构有限元计算,通过不同工况下的有限元分析与疲劳强度评估,明确了该型号装载机工作装置结构静强度与疲劳强度的薄弱点。分析结果为装载机工作装置载荷谱测试及结构优化提供了依据。     

装载机工作装置销轴载荷测试方法与试验研究

在分析装载机工作装置铲斗受力模型的基础上,针对动臂与铲斗销轴处的动态载荷测试问题,提出一种考虑装载机工作装置侧向力的销轴动态载荷测试方法,采用该测试方法可以准确获取动臂与铲斗铰接点处的销轴水平、竖直和侧向三个方向的动态载荷。在不改变工作装置受力特点的基础上,通过销轴传感器的设计与铲斗的结构改装建立了装载机工作装置销轴力动态测试系统,选取含有颗粒状铁矿石的原生土作为铲装作业工况,进行铲装试验测试,获得了动臂与铲斗铰接点处销轴三个方向的动态载荷变化。对实测数据进行了分析,结果表明:建立的销轴力动态测试系统能够准确地获得铰接点处销轴三个方向动态载荷;装载机工作装置动臂与铲斗销轴传感器测得的三个方向的动态载荷与铲装作业过程有密切的关系;首次获得了侧向力随铲装作业过程变化的动态载荷。这对于研究装载机工作装置的受力特性、载荷谱和疲劳性能具有重要的指导作用。     

基于ADAMS的装载机工作装置动力学仿真方法研究

文中针对装载机工作装置进行动应力测试需要较高的时间与人力成本,以国产额定载重9t装载机为研究对象。提出一种应用虚拟样机技术快速获得装载机工作装置应力特性的方法。在ADAMS中建立了工作装置虚拟样机模型,对工作装置在不同工况下利用Step函数进行多刚体动力学仿真分析,得到的铰点载荷与实测载荷进行对比,验证仿真方法的合理性。利用Ansys生成动臂、摇臂以及连杆的柔性体文件,采用模态叠加法建立工作装置刚柔耦合动力学模型,导入不同工况下实测液压缸位移与铰点载荷,进行了工作装置动力学仿真分析,与Step函数仿真结果对比,结果表明：对于刚体动力学仿真分析,利用Step函数模拟铲装作业可以较好地反映铰点处的峰值载荷。对于刚柔耦合动力学仿真分析,基于实测载荷的最大应力与基于Step函数模拟的最大应力相对误差不超过26%,研究为装载机工作装置的强度分析与结构优化提供参考依据。     

单梁桥式起重机横梁结构的瞬态动力学研究

对10t-24.8m的单梁桥式起重机横梁结构进行了瞬态动力学仿真分析.分析了不同加载时间对横梁结构的冲击影响以及在不同工位时桥式起重机横梁结构的时间-载荷动态响应特性,得出了不同加载时间对起重机系统振动的影响规律以及在不同工位时横梁的最大应力、振动位移、速度和加速度随时间-载荷的动态响应特性及变化规律,分析结果对桥式起重机的设计制造提供了较为可靠的试验数据和理论依据.     

重型叉车前驱动桥桥壳结构强度研究

为了实现重型叉车前驱动桥桥壳国产化,对重型叉车前驱动桥桥壳进行了结构强度研究,提出了多体动力学和有限元结合的方法。首先,建立了重型叉车多体动力学模型,分析了叉车前驱动桥桥壳在叉车满载快速举升工况、紧急制动工况、过颠簸块工况等典型工况下的动态载荷,确定了前驱动桥桥壳在各种典型工况下的最大载荷;其次,建立了叉车前驱动桥桥壳的有限元模型,分析了前驱动桥桥壳在各种典型工况最大载荷下的应力与应变;最后,采用应变测试仪测量了前驱动桥桥壳应力与应变。研究结果表明:有限元计算数值与实验测试数值基本一致;重型叉车国产化前驱动桥桥壳结构设计,能够满足重型叉车作业时对高强度、高承载驱动桥壳的需求,可替代进口产品。     

基于虚拟迭代的装载机后处理支架载荷谱获取方法

在对整车或复杂零/部件结构进行疲劳寿命预测分析时,连接位置处的载荷谱获取是一大难点。针对这一难点,设计了试验与仿真相结合的方案:首先进行加速度信号采集试验;然后基于实测悬置软垫的特性参数,利用ADAMS软件建立发动机后处理系统的刚柔耦合多体动力学模型;最后借助Femfat_Lab与ADAMS软件进行联合仿真,将试验采集到的装载机后处理支架悬置软垫附近加速度信号作为目标响应信号,通过虚拟迭代的方法反求位移激励信号,驱动刚柔耦合多体动力学模型求得连接位置处较准确的载荷谱数据。某型号装载机后处理支架的虚拟迭代结果验证了该方案的合理性与准确性。     

小型装载机落物保护装置受落物冲击的动态仿真研究

主要研究了装载机落物保护装置受到落物冲击发生塑性大变形的问题,建立了落物保护装置受瞬态冲击响应的有限元结构动力学方程.以某型号的装载机为例,建立了落物保护装置的非线性有限元模型并讨论了载荷的施加方法和网格的划分,分析了落物保护装置的主要设计参数对顶板中心点最大位移的影响,落物保护装置的动态仿真结果为结构的改进设计提供了依据.并在试验台上对该落物保护装置进行了落锤冲击试验,试验结果和仿真结果吻合得较好.     

整车刚柔耦合模型的车身底盘载荷提取

为了更高效、简单地获得车身底盘连接点的动态载荷,以某SUV为研究对象,建立整车多体动力学模型。为了使提取的底盘载荷数据更准确,建立柔性体车身,并根据实测数据对模型进行修改。将试验车轮心六分力作为多体动力学模型的输入,固定车身,采用半分析法的方式提取车身底盘连接点动态载荷,为后期车身的疲劳分析提供载荷输入,并通过悬架前稳定杆中心一点的实测值与仿真值对比,发现数值吻合度较好,验证了提取动态载荷的准确性。     

随机载荷作用下汽车驱动桥壳疲劳寿命预估

运用三维造型软件Pro/Engineer建立某型商用车驱动桥后桥壳的实体模型.依据有限元基本理论,在MSC.Patran中进一步建立该桥壳的有限元模型,利用有限元分析系统MSC.Nastran进行桥壳的应力分析和模态分析.同时建立与该桥壳相匹配的某型商用车的整车多体动力学系统模型,并进行在不同等级的虚拟路面上的整车动力学分析,得到作用在桥壳弹簧座上的随机载荷历程.综合有限元分析获得的应力结果和以上所得到的随机载荷历程数据,利用专业级疲劳分析系统MSC.Fatigue,进行桥壳整体基于S-N法的单事件和多事件复合工况下疲劳性能分析,给出桥壳疲劳寿命的分布情况和最危险点的寿命值.通过与台架疲劳试验的桥壳失效情况相对比,预估结果与试验结果一致.