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新型全液压履带式装载机平衡梁的疲劳分析
王建兵,宋德朝
(同济大学机械工程学院)
; 摘 要:工程设计中疲劳分析具有很重要的意义。工程中常用的疲劳分析方法有3种:名义应力法、}
局部应力应变法和损伤容限法。名义应力法是一种很重要的疲劳分析方法,主要应用于高周疲劳问题。平T
I衡梁是履带式装载机上的重要构件,在装载机工作过程中,平衡梁上受到的是一个循环变化的载荷,平衡;
t梁的疲劳寿命直接影响整机性能。将有限元分析得到的应力应变结果导入疲劳分析系统;而后在疲劳分析t
i系统中建立材料的疲劳曲线,并选择或输入载荷谱;在选择合适的疲劳损伤累计规则后,疲劳分析系统便i
+自动对零件进行疲劳分析,得到零件危险部位的寿命。以平衡梁为例,论述了以通用有限元软件和疲劳分+
;析软件为平台对平衡梁进行疲劳分析的过程。 ;
4- +
. + .+ + .+ + + 十 + .+ + .+ + + .+ .+ 。+ .+ + 。+ .+ .+ .+ .+ + + 。+ .+ + + + + 。+ 。+ 。+ ..+ 。+ + .+ ..
关键词:疲劳分析;名义应力法;平衡梁;有限元;载荷谱
疲劳破坏是工程结构和机械失效的主要原因之 置都集装在一个轮架(即台车架)上,而形成一个台
一 , 绝大多数机械零件都工作在循环变化的载荷下, 车,每台车辆都有左、右两个履带台车,传统履带装
这导致疲劳破坏成为机械零件的主要破坏形式。一 载机的台车架采用八字梁摆动式,其平衡梁为半刚
般而言,零件发生疲劳破坏时,应力水平往往远小于 性悬架结构,左右允许摆动4-3。,是比较成熟的结
材料本身的屈服应力和强度极限。机械零件的疲劳 构形式 。
破坏往往突然发生,导致灾难性事故,因此开展结构 改进设计的大型全液压履带式装载机工作在高
疲劳研究有着很重要的意义Il1。 温环境下,发动机需后置,为了结构布置方便,平衡
工程中常用的疲劳分析方法有3种:名义应力 梁通过销轴与台车上的关节轴承连接在一起,关节
法、局部应力应变法和损伤容限法[21。其中名义应力 轴承可以万向传动,使得平衡梁端销与平衡梁之间
法适合高周疲劳问题,是应用比较广泛的方法。名义 有一定的自由度,台车架上所受的侧向力由平衡梁
应力法认为两个不同形状的零件只要满足以下3个 两端销来承受,平衡梁就可以不停地上下摆动,承受
条件则它们的疲劳寿命相同:1)零件所用的材料相 上下的振动力。改进后的装载机台车架如图1所示。
同;2)零件的载荷谱相同;3)零件最危险部位的应
力集中系数相同。
使用名义应力法进行疲劳寿命计算时,首先需
要根据载荷谱确定零件危险部位的应力谱;而后采
用材料的s一/、,曲线,经过计算结构危险部位的应力
集中系数,结合材料的疲劳极限图,通过插值将
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