礦用自卸車A型架焊縫不確定性分析及抗疲勞設(shè)計.pdf

1、目前，礦用自卸車作為大型露天礦石場所主要運輸工具，其國內(nèi)市場需求較大且長期依賴進口產(chǎn)品。為了推動礦用自卸車國產(chǎn)化和大噸位化，國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，以促進相關(guān)企業(yè)加大研發(fā)力度。因此，運用先進的科學技術(shù)手段對礦用自卸車進行研究與開發(fā)，能夠提升我國重大裝備制造水平，不僅符合國家政策要求，同時具有重要的工程應(yīng)用價值和經(jīng)濟效益。
　　大噸位的礦用自卸車工作環(huán)境復(fù)雜，且行駛狀況惡劣。在路面的隨機激勵下，自卸車產(chǎn)生的隨

2、機振動會引起自卸車結(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，需要準確預(yù)測A型架焊縫疲勞壽命。由于操作過程難于精確控制，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A型架焊縫壽命有影響，因此，需要結(jié)合試驗、有限元數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計與不確定性等相關(guān)理論對非公路大噸位礦

3、用自卸車進行研究。
　　針對某國產(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)合試驗與不確定理論對礦用自卸車的A型架焊縫進行疲勞壽命研究。同時，對A型架抗疲勞輕量化設(shè)計以及對焊縫危險位置進行研究。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，并進行了實車道路試驗，獲得試驗工況下關(guān)鍵零部件的應(yīng)力分布情況。通過對關(guān)鍵零部件進行了應(yīng)力分析，同時對比應(yīng)力分析結(jié)果和試驗結(jié)果，驗證了關(guān)鍵零部件A型架有限元模型的準確

4、性。構(gòu)建了礦用自卸車動力學模型。通過實車道路加速度試驗，與動力學仿真對比驗證了模型的準確性。同時根據(jù)礦山實際作業(yè)場的道路條件，構(gòu)建了符合實際情況的循環(huán)工況，并以此獲取了A型架的載荷譜，為其疲勞壽命預(yù)測奠定了基礎(chǔ)。
　　2.通過基于應(yīng)變控制的焊縫疲勞壽命試驗，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)的不確定性對其疲勞壽命的影響，將材料參數(shù)進行區(qū)間不確定性處理?；诤?/p>