装载机工作装置载荷谱及其工程应用

疲劳破坏是机械结构 常见的一种失效形式， 对于工况恶劣且复杂的机 械结构，在交变载荷作用 下极易出现疲劳问题，严 重影响设备的可靠性和服 役性，而载荷谱则是机械 结构动态抗疲劳设计的关 键基础数据。本书结合工 程实际问题并依托 科技项目，对装载机工作 装置展开了载荷谱及其工 程应用的系统研究，介绍 了铰点载荷测试、斗尖载 荷识别、外载荷当量等方 法，编制了载荷谱，并将 其应用于试验样机工作装 置的疲劳寿命评估中，且 在此基础上编制了疲劳寿 命快速评估软件。 本书将理论研究与工 程实践相结合，给出了目 前的载荷谱测试与编制方 法及其结果，为装载机结 构件的抗疲劳设计与轻量 化提供了关键依据。 本书可作为工程机械 疲劳领域科研技术人员和 研究生的参考用书。

第一章 绪论 1.1 本书的选题背景 1.2 随机载荷测试技术现状 1.3 载荷谱编制方法研究现状 1.4 载荷谱的应用研究现状 1.5 本书主要内容安排 第二章 装载机工作装置载荷测试试验方法 2.1 工作装置铲装作业阻力形成过程 2.1.1 工作装置结构与载荷参数 2.1.2 铲斗与物料相互作用过程 2.1.3 工作装置作业阻力经验模型 2.2 工作装置铰点载荷测试方法研究 2.2.1 外载荷与铰点载荷的关系 2.2.2 载荷测试测点布置方案 2.2.3 三维销轴力传感器测试 2.3 传感器设计与载荷测试系统构建 2.3.1 传感器设计与试验标定 2.3.2 传感器安装与测试系统的构建 2.3.3 载荷测试系统的误差分析 2.4 工作装置载荷测试试验研究 2.4.1 装载机作业介质调研分析 2.4.2 测试试验采样频率的确定 2.4.3 铲装作业方法与作业路线 第三章 工作装置斗尖载荷识别与应力分析 3.1 实测载荷预处理与特性分析 3.1.1 实测载荷信号的预处理 3.1.2 载荷信号频谱与滤波分析 3.1.3 多通道载荷信号同步预处理 3.1.4 实测载荷分段及其特性分析 3.2 惯性力对载荷测试的影响分析 3.2.1 工作装置刚柔耦合模型的建立 3.2.2 惯性力的变化规律分析 3.3 工作装置斗尖载荷识别与结果分析 3.3.1 工作装置斗尖载荷识别模型 3.3.2 斗尖载荷识别结果分析 3.4 斗尖载荷作用下的结构应力分析 3.4.1 工作装置有限元模型的建立 3.4.2 正载载荷作用下结构应力分布 3.4.3 侧载载荷作用下结构应力分布 3.4.4 偏载载荷作用下结构应力分布 第四章 基于弯矩等效工作装置载荷谱的编制 4.1 变姿态下工作装置铰点位置坐标 4.1.1 工作装置铰点位置坐标的表示 4.1.2 全局坐标系下铰点位置坐标 4.2 基于弯矩等效的工作装置外载荷当量 4.2.1 基于弯矩等效的外载荷当量 4.2.2 工作装置各构件铰接点力的计算 4.2.3 当量外力与油缸力关系分析 4.2.4 工作装置当量外载荷时间历程 4.2.5 当量外力下工作装置姿态调整