液压挖掘机工作装置动态测试与瞬态动力学分析

为了分析液压挖掘机工作装置在实际工况下的动态特性,以XE215G中型挖掘机为研究对象,利用实测的动臂、斗杆和铲斗油缸压力和位移数据,通过建立动力学模型间接计算所有铰点载荷。与此同时,测试动臂、斗杆大应力部位的应力-时间历程。对动臂、斗杆进行瞬态动力学分析,将瞬态动力学分析结果与测试结果对比,发现2种结果中测点处的应力变化规律基本吻合,证明瞬态动力学分析结果可信。瞬态动力学分析能够反映实际挖掘过程中的工作装置动应力分布规律,其他未测试危险点位置的应力-时间历程也可以根据瞬态动力学分析获得。     

液压挖掘机工作装置载荷谱测试方法

为了给液压挖掘机工作装置的疲劳试验研究提供基础数据,提出了一种能够反映实际作业工况的载荷谱测试方法。该方法以测试截面内力为基础,首先在斗杆无应力集中部位选定测试截面,其次通过布置应变片测量斗杆截面特定测点的应力来拟合斗杆截面内力,通过布置压力传感器和位移传感器同步测量工作装置油缸压力和伸缩量,最后建立力学平衡方程计算出斗尖载荷-时间历程以及工作装置各铰点载荷-时间历程,由载荷-时间历程可求得整机载荷谱和相关零部件的载荷谱。为了验证测试方法的正确性,进行了模拟仿真试验和室内样机加载试验。研究结果表明:斗尖载荷的计算值与仿真值相当吻合,误差在3%以内;斗杆截面特定测点应力的计算值与试验测试值吻合较好,最大平均误差在侧载工况下为3.48%,在正载工况下为6.46%;斗尖载荷的计算值与试验测试值基本一致;该方法得到的载荷谱不仅包含了正载的影响,同时也包含了侧载和偏载的影响,与实际情况更加接近;以截面内力为基础数据获得的载荷谱不受挖掘机细部结构的影响,对吨位相近、斗容量相同的各类挖掘机具有普遍适用性,也可用于其他机械载荷谱测试。     

液压挖掘机斗杆台架疲劳试验载荷等效方法

为了克服斗杆各铰点力分别编制成载荷谱进行疲劳试验加载时各力之间关联特性无法再现的问题,即为了获得能够反映实际工况,且能用于编制台架疲劳试验程序谱的基础载荷数据,提出一种复杂载荷等效方法。首先分别采用三维销轴力传感器、压力传感器、位移传感器和应变片,实测挖掘机工作过程中斗杆与铲斗的铰点力、油缸力、摇杆力、工作姿态及斗杆疲劳关键点应力时间历程;其次根据各铰点力的规律和斗杆的运动特征,确定在斗杆局部坐标系下进行台架疲劳试验的加载方案;再根据斗杆截面应力状态,提出以斗杆最大弯矩截面上应力最大点的应力一致为载荷等效基准,将斗杆上的各铰点力等效为斗杆局部坐标系下的1个单向载荷,最后将该等效载荷加载下斗杆结构上3个疲劳关键点的应力-时间历程与对应测点实测应力-时间历程进行对比。结果表明：2条应力曲线相关程度在1^#测点处达到97.21%,在2^#测点处为91.54%,在3^#测点处,相关程度略低,但也达到88.6%;各疲劳关键点处由等效载荷引起的损伤均与实测应力产生的损伤十分接近,从而验证了载荷等效方法的有效性;按该等效方法求得的等效载荷是编制斗杆疲劳计算载荷谱和台架疲劳试验程序谱的基础数据。     

日本一级建设机械施工技术人员问题解答(8)

问题1油压式挖掘机的部分油压回路示于下图,各油路的工作情况叙述如下,请你指出其中哪一项是错误的1)前泵是右转弯行驶,回转,斗杆油缸的油压源;2)操纵右转弯和回转手柄时,如果先接通右转弯油路,则不能同时接通动臂回转油路;3)同时操纵铲斗杆油缸与动臂油缸的手柄时,前泵使铲斗油缸,后泵使动臂同时工作;4)单独操纵斗杆和动臂油缸时,前后两     

挖掘装载机装载工作装置有限元分析

挖掘装载机是一种新型工程机械,其装载工作装置是特殊八杆机构.模拟了动臂油缸、翻斗油缸模型和工作装置的有限元模型,对工作装置在正载及偏载工况下进行有限元分析,得出动臂应力分布图,从而找出动臂结构上的最大应力分布区,为产品改进设计提供依据.     

液压挖掘机动臂的有限元分析

用Pro/E软件建立了液压挖掘机动臂的三维模型,对铰销间接触载荷的处理时采用经典弹性力学方法,选用板壳单元建立了动臂的有限元模型。对动臂的两种工况进行了计算,结合工作装置的静强度试验结果,进行对比分析,对现行设计提出了改进建议。     

挖掘机动臂结构模态分析

运用Pro/Mechanica软件对挖掘机动臂结构进行模态分析,得到了挖掘机动臂模态的各阶频率与振型及挖掘机动臂的模态频率与挖掘机发动机工作频率之间的关系;通过与针对性试验结果进行比较,验证了Pro/Mechanica结构分析结论的可靠度。     

瞬态动荷载对柔性路面的影响

采用连续变化的局部接触应力来描述轮胎-路面接触面内的瞬态动荷载,研究了瞬态动荷载对柔性路面的影响。把瞬态动荷载模型成功地应用于三维有限元分析,计算了柔性路面在双轮组一次作用下的动态响应。计算结果表明,柔性路面在不同路面温度下的响应依据力学分析模型是准静态或动态的改变,动态模型中考虑到了质量惯性力和阻尼的作用。并且,采用动态分析的路面响应时间历程与实际的相似程度比较高,如果忽略质量惯性力和阻尼的作用,HMA层底拉应变和路基顶面的压应力计算值会变小。     

基于平衡油缸的动臂势能回收系统参数设计与试验

为降低液压挖掘机的能量消耗,提出一种基于液压蓄能器和平衡油缸的动臂势能回收系统。以节能性为优化目标,以满足系统工作特性,减小蓄能器安装体积和延长蓄能器使用寿命为约束条件,对平衡系统的关键元件——液压蓄能器的工作压力、额定体积和充气压力等参数进行优化设计,分析不同的蓄能器体积和工作压力对系统节能效率的影响,确定最优的液压蓄能器参数;利用AMESim建立有无平衡单元的2种系统仿真模型,以3个比例节流阀和1个比例溢流阀代替传统多路阀对动臂的工作过程进行控制,并据此搭建了某1.5t液压挖掘机动臂势能回收系统试验平台。研究结果表明:仿真结果与试验结果吻合,系统的参数选择合理,仿真模型较准确;在所选取的液压蓄能器参数满足动臂操控性能和系统工作特性的前提下,动臂上升阶段,有平衡系统的无杆腔压力比无平衡系统的降低约2.5MPa,液压泵的出口压力降低约1MPa;动臂上升和下降工作周期内,势能回收和释放的整个工作周期的效率约为29%。     

敞口式盾构挖掘装置有限元分析及试验研究

挖掘装置是敞口式盾构的重要部件,对敞口式盾构的作业性能起着决定性的作用。以北京市三一重机有限公司研制的首台敞口式盾构挖掘装置为研究对象,利用有限元软件,建立了挖掘装置有限元模型。选取铲斗挖掘模式和伸缩臂挖掘模式进行了强度和刚度分析,得到了挖掘装置的应力云图和位移云图,为敞口式盾构挖掘装置的设计和改进提供参考。对挖掘装置进行了应力测试,对仿真和测试结果进行了比较,验证了仿真结果的有效性。挖掘装置已成功应用于北京地铁6号线2期工程的实际施工中。     

基于柴油机万有特性分析的进出口独立控制挖掘机节能研究

挖掘机采用泵阀复合进出口独立控制液压系统较传统抗流量饱和的负载敏感系统（LUDV）可显著降低阀口工作压差，提高能量利用效率，同时降低柴油机转速及其扭矩输出，改善柴油机的燃油经济性，但在动臂下降、回转制动工况时液压系统功率输出较小，柴油机工作于低负荷工况，尚有较大节油空间。为优化柴油机工作区域，进一步提高泵阀复合进出口独立控制挖掘机的整机经济性，提出基于柴油机万有特性分析的柴油机-液压泵功率匹配方案。通过对比泵阀复合进出口独立控制系统与LUDV系统的动臂工作特性和回转特性，明确动臂单动作、回转单动作时的功率范围，并依据柴油机万有特性曲线，分析2个系统在相应工况时柴油机的工作区域，指出对于泵阀复合进出口独立控制系统，当动臂下降、回转制动时，柴油机输出功率远小于1 800 r·min^-1所对应的额定功率。为改善此工况时柴油机的经济性，基于柴油机三缸工作模式和柴油机两缸工作模的万有特性曲线，确定功率匹配的控制策略，当挖掘机动臂举升时，柴油机全部气缸工作，动臂下降时，柴油机采用两缸工作模式；当以最大半径回转启动时，柴油机全部气缸工作；以最小半径回转启动时，柴油机采用三缸工作模式；回转制动阶段，柴油机工作于两缸模式。建立整机动力系统试验平台，进行动力性和经济性比较试验。试验结果表明：在满足的动力性的前提下，采用柴油机多个气缸停缸技术，动臂单动作举升过程中降低燃油消耗20%，在最大半径回转过程中，可降低燃油消耗40%，在最小半径回转过程中，燃油消耗降低20%，节能效果明显。     

随车起重机伸缩臂的最佳伸缩量及其控制

通过分析随车起重机工作时各节伸缩臂所受最大应力,应用等应力设计原理,确定了各节伸缩臂最佳伸缩量;对各节伸缩臂伸缩量控制系统进行了设计,并对控制系统的控制器进行数学建模、算法设计、性能仿真和参数匹配。通过现场试验表明．基于等应力的最佳伸缩量能够改善随车起重机伸缩臂的受力状况,提高其工作可靠性。     

行车荷载作用下路基附加应力动态分析

该文在考虑材料动态参数基础上,借助ABAQUS通用有限元软件,建立三维有限元模型,采用动态分析的手段,计算了不同车速下路基竖向附加应力,并与静态分析结果进行了对比。结果表明,采用材料动态参数下,路基内部及顶面竖向应力动态分析值分别高出静载下计算值8%与10%;低车速下路基竖向附加应力偏高;动态分析时间点的选取对附加应力值影响显著。     

增压中冷柴油机湿式气缸套周向应变的动态测试与分析

针对内燃机气缸套的动态变形问题,提出一套对湿式缸套在工作时的变形进行测试的方法。通过对增压中冷柴油机湿式气缸套周向应变的动态测试与分析,绘出缸套在工作时产生的周向变形曲线,分析缸套变形的特点以及主要影响因素。研究结果表明:增压后转速升高对缸套应变影响不明显,缸套的最大变形出现在各作用力对缸套壁面作功最大的2 200 r/m in工况。     

新民岷江特大桥静动载试验研究

采用等效荷载加载试验模拟大跨度连续钢构桥在最不利荷载作用下的工作状态,测试并分析各静载工况下的主梁挠度、主梁与主墩控制截面应力,判断实际承载能力,评价其在设计使用荷载下的工作性能。通过动力试验了解桥跨结构的自振特性及其在长期使用荷载作用下的动力性能,分析桥跨结构在行车下的冲击作用,预测桥梁运营状况,为桥梁维修、管理提供技术依据。     

基于瞬态响应的柴油机缸盖多轴应力分析

为了给缸盖的疲劳寿命预测提供准确的边界条件,以某型柴油机缸盖为研究对象,运用Ansys有限元分析软件,采用直接积分法对其进行了标定工况的瞬态计算,并将计算结果与有限元静力学分析结果进行了对比。考察瞬态计算得到的应力多轴状态,研究高应力梯度部位多轴应力的变化趋势,结果表明:气缸盖在工作时,结构上的多轴比例载荷与多轴非比例载荷状态共存。     

基于小波网络的发动机瞬态工况进气流量动态辨识与预测研究

由于发动机进气系统具有复杂的非线性动态特性,因此构建了进气流量小波网络辨识与预测模型,并利用最小二乘法(DLS)对小波网络参数和预测控制率进行了学习和优化,以提高小波网络预测模型的可靠性和预测精度。作为对比建立了基于BP神经网络的预测模型,并利用瞬态工况试验数据分别对两种模型进行了仿真研究。结果表明,小波网络模型能有效地预测发动机瞬态工况进气流量,与BP神经网络预测模型相比,误差精度更高,可用于发动机瞬态工况空燃比的精确控制。     

风冷汽油机缸盖及活塞不稳定传热研究的对比

结合CUB1004行程汽油机,在试验研究与模拟计算基础上,对过渡工况下缸盖及活塞的不稳定传热进行了对比研究。建立了缸盖及活塞三维有限元不稳定传热计算模型,获得了过渡工况下其表面温度变化特性,并对缸盖及活塞研究方法进行了对比,获得了一些有意义的结论。