礦用自卸車A型架焊縫不確定性分析及抗疲勞設(shè)計(jì).pdf

1、目前，礦用自卸車作為大型露天礦石場(chǎng)所主要運(yùn)輸工具，其國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求較大且長(zhǎng)期依賴進(jìn)口產(chǎn)品。為了推動(dòng)礦用自卸車國(guó)產(chǎn)化和大噸位化，國(guó)家將礦用自卸車列入十六大重大技術(shù)裝備關(guān)鍵領(lǐng)域，以促進(jìn)相關(guān)企業(yè)加大研發(fā)力度。因此，運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段對(duì)礦用自卸車進(jìn)行研究與開(kāi)發(fā)，能夠提升我國(guó)重大裝備制造水平，不僅符合國(guó)家政策要求，同時(shí)具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。
　　大噸位的礦用自卸車工作環(huán)境復(fù)雜，且行駛狀況惡劣。在路面的隨機(jī)激勵(lì)下，自卸車產(chǎn)生的隨

2、機(jī)振動(dòng)會(huì)引起自卸車結(jié)構(gòu)部件的疲勞破壞，特別是主要承載部件A型架。A型架由鋼板拼焊而成，為了確保整車的安全使用，需要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)A型架焊縫疲勞壽命。由于操作過(guò)程難于精確控制，焊縫品質(zhì)存在一定的不確定性。礦用自卸車產(chǎn)品生產(chǎn)批量小，在實(shí)際焊接中，由于成本控制和工人水平等因素導(dǎo)致在拼焊板厚度選擇和焊縫位置布置上存在不確定情況。這些不確定性因素對(duì)A型架焊縫壽命有影響，因此，需要結(jié)合試驗(yàn)、有限元數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與不確定性等相關(guān)理論對(duì)非公路大噸位礦

3、用自卸車進(jìn)行研究。
　　針對(duì)某國(guó)產(chǎn)礦用自卸車工作環(huán)境和特殊的結(jié)構(gòu)形式，本文結(jié)合試驗(yàn)與不確定理論對(duì)礦用自卸車的A型架焊縫進(jìn)行疲勞壽命研究。同時(shí)，對(duì)A型架抗疲勞輕量化設(shè)計(jì)以及對(duì)焊縫危險(xiǎn)位置進(jìn)行研究。主要內(nèi)容如下:
　　1.建立了關(guān)鍵零部件A型架的三維模型及有限元模型，并進(jìn)行了實(shí)車道路試驗(yàn)，獲得試驗(yàn)工況下關(guān)鍵零部件的應(yīng)力分布情況。通過(guò)對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行了應(yīng)力分析，同時(shí)對(duì)比應(yīng)力分析結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了關(guān)鍵零部件A型架有限元模型的準(zhǔn)確

4、性。構(gòu)建了礦用自卸車動(dòng)力學(xué)模型。通過(guò)實(shí)車道路加速度試驗(yàn)，與動(dòng)力學(xué)仿真對(duì)比驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。同時(shí)根據(jù)礦山實(shí)際作業(yè)場(chǎng)的道路條件，構(gòu)建了符合實(shí)際情況的循環(huán)工況，并以此獲取了A型架的載荷譜，為其疲勞壽命預(yù)測(cè)奠定了基礎(chǔ)。
　　2.通過(guò)基于應(yīng)變控制的焊縫疲勞壽命試驗(yàn)，獲取了A型架材料的ε-N曲線，根據(jù)焊縫材料疲勞壽命試驗(yàn)獲得的材料循環(huán)σ-ε曲線和ε-N曲線，考慮焊縫材料參數(shù)的不確定性對(duì)其疲勞壽命的影響，將材料參數(shù)進(jìn)行區(qū)間不確定性處理?；诤?/p>