裝載機(jī)驅(qū)動橋殼疲勞壽命預(yù)測研究.pdf

1、驅(qū)動橋殼作為裝載機(jī)的關(guān)鍵零部件,承受來自路面和裝載機(jī)本身的各種沖擊和作用力,其剛度和強(qiáng)度對于主減速器和差速器齒輪的正常嚙合及半軸的正常工作有著重要意義。裝載機(jī)的作業(yè)工況復(fù)雜,驅(qū)動橋殼所承受的外部載荷是隨時(shí)間而變化的動態(tài)隨機(jī)載荷。因此,橋殼的主要破壞形式是交變載荷作用下?lián)p傷長期積累而導(dǎo)致的疲勞失效。本文結(jié)合浙江省科技廳重大科技專項(xiàng)項(xiàng)目(2009C11111)“輪式裝載機(jī)驅(qū)動橋關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化”,對ZL50型裝載機(jī)驅(qū)動橋殼進(jìn)行了疲勞壽命

2、預(yù)測研究。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　 1)利用大型建模軟件UG建立了橋殼三維實(shí)體模型,將該幾何模型導(dǎo)入前處理軟件HyperMesh中進(jìn)行網(wǎng)格劃分,最終得到橋殼的有限元分析模型。利用ABAQUS對橋殼在臺架試驗(yàn)載荷和裝載機(jī)滿載工況下分別進(jìn)行了強(qiáng)度有限元分析,獲得了橋殼的應(yīng)力分布。通過在橋殼表面覆蓋一層很薄的殼單元,為后續(xù)的疲勞分析提供了更為準(zhǔn)確的橋殼表面應(yīng)力。通過比較橋殼臺架疲勞試驗(yàn)加載頻率和模態(tài)分析獲得的橋殼固有頻率,說明了

3、后續(xù)章節(jié)采用準(zhǔn)靜態(tài)疲勞分析法估算橋殼壽命的合理性。
　　 2)根據(jù)橋殼強(qiáng)度有限元分析結(jié)果,確定了橋殼載荷譜的測試方案,測取了橋殼的載荷-時(shí)間歷程。對采集到的載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行了較詳細(xì)的分析,利用nSoft軟件的數(shù)據(jù)處理模塊,對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行了雨流計(jì)數(shù)處理,得到了各采樣測點(diǎn)應(yīng)力-時(shí)間歷程的雨流/損傷直方圖和損傷時(shí)間歷程。
　　 3)分別基于有限元法和實(shí)測應(yīng)力,結(jié)合材料的疲勞特性(S-N曲線),選用Miner累積損傷法則,利用nSo

4、ft軟件中的疲勞分析模塊,對橋殼進(jìn)行了疲勞壽命預(yù)估,得到了驅(qū)動橋殼疲勞壽命云圖及最低疲勞壽命。
　　 4)為了考察焊縫對橋殼疲勞強(qiáng)度的影響,在橋殼整體疲勞損傷/壽命分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了焊縫局部細(xì)節(jié)的疲勞分析。應(yīng)用BS7608標(biāo)準(zhǔn),分別基于實(shí)測應(yīng)力和有限元法進(jìn)行了焊縫疲勞壽命預(yù)估研究。兩種計(jì)算結(jié)果均表明,焊縫的疲勞強(qiáng)度明顯的低于母材的疲勞強(qiáng)度,這和焊接結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度通常取決于焊縫接頭疲勞強(qiáng)度的實(shí)際情況是相吻合的。
　　 本