基于常态挖掘轨迹的铲斗疲劳寿命研究

来源：机床与液压杂志2021年第21期北京时间：

作者：刘菊蓉，孙浩然，梁杨，冯明豪，魏万行，任志贵

单位：陕西理工大学机械工程学院；陕西理工大学机械工程学院；陕西理工大学机械工程学院；陕西理工大学机械工程学院；陕西理工大学机械工程学院；陕西理工大学机械工程学院

摘要：针对实际挖掘过程中液压挖掘机铲斗铰点载荷谱难以获取、导致铲斗疲劳寿命难以分析的问题，提出基于常态挖掘轨迹的铲斗疲劳寿命分析方法。首先根据实际挖掘过程选取常态挖掘轨迹，对常态挖掘轨迹中各分段轨迹的液压缸理论挖掘力进行计算，得到挖掘阻力载荷谱；然后基于挖掘轨迹对工作装置挖掘过程进行仿真，获得铲斗铰点载荷谱；最后建立铲斗有限元模型，结合挖掘阻力和铰点载荷谱对铲斗静力学和疲劳寿命进行协同分析。以21T挖掘机铲斗为例，采用上述方法对其进行疲劳寿命分析，计算得到了J3J4轨迹中铲斗的最低疲劳寿命为3.293 6×107次。铲斗疲劳寿命分析结果验证了该方法的可行性，为挖掘机工作装置的疲劳分析提供了参考。

关键词：液压挖掘机;铲斗;常态挖掘轨迹;理论挖掘力;结构强度;疲劳寿命

基金资助：国家自然科学基金青年科学基金项目（51605270）；陕西省科技厅自然科学基金项目（2020JM-600）：陕西省教育厅自然科学基金项目（19JK0172）；陕西省教育厅重点实验室项目（18JS020）