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吊籃疲勞分析載荷的確定文章第二章對(duì)吊籃作業(yè)機(jī)構(gòu)工作負(fù)載分析時(shí)考慮了正常載荷和突遇載荷兩種工況,而突遇載荷工況在作業(yè)過程中屬于個(gè)別現(xiàn)象,正常工況下的穩(wěn)定載荷才是吊籃主頻繁承受的載荷,因此主要以正常工況下的載荷結(jié)果為基礎(chǔ)對(duì)吊籃進(jìn)行疲勞壽命分析。認(rèn)為工作負(fù)載平均分布在吊籃和邊齒上,得到每個(gè)吊籃的水平和垂直方向的載荷曲線。 建立的關(guān)于吊籃的剛?cè)狁詈夏P,?duì)吊籃柔性體施加正常工況下的工作負(fù)載,設(shè)置仿真時(shí)間為40s,對(duì)吊籃車一個(gè)工作循環(huán)進(jìn)行仿真。仿真后在ADAMS的菜單欄中依次選擇Duribility>>MSC.Faitgue>>Export,輸出吊籃柔性體的時(shí)間載荷歷程文件,以用于后續(xù)的疲勞仿真分析。
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全壽命分析方法名義應(yīng)力法(S-N)也稱為全壽命分析方法,是最早形成的抗疲勞設(shè)計(jì)方法,是以Palmgrem-Miner線性累積損傷理論和雨流計(jì)數(shù)法為理論基礎(chǔ),繪制材料或零件的S-N曲線,計(jì)算疲勞壽命或者校核疲勞強(qiáng)度。研究發(fā)現(xiàn),對(duì)交變應(yīng)力S的對(duì)數(shù)與循環(huán)次數(shù)N的對(duì)數(shù)建立聯(lián)系,得到理想化的曲線為一條直線, 將ANSYS有限元分析的結(jié)果文件(.rst文件)導(dǎo)入到MSC.Patran中。啟動(dòng)MSC.Fatigue模塊對(duì)吊籃進(jìn)行疲勞壽命分析。為提高疲勞分析結(jié)果的準(zhǔn)確性,應(yīng)盡量使用實(shí)際零件的S-N曲線,但是在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)初期無法對(duì)零件進(jìn)行試驗(yàn),這時(shí)可以使用材料的S-N曲線并加以修正。將材料S-N曲線的應(yīng)力極值Sα進(jìn)行修正,ε——尺寸系數(shù);Kf——應(yīng)力集中系數(shù);β——表面敏感度系數(shù);Cl——載荷類型因子系數(shù)。MSC.Fatigue軟件自帶了豐富的材料數(shù)據(jù)庫,用戶可以查看并且直接調(diào)用。吊籃所用材料Q345不在材料數(shù)據(jù)庫中,可以通過設(shè)置材料的彈性模量E和極限抗拉強(qiáng)度UTS兩個(gè)參數(shù)值來創(chuàng)建該材料模型,進(jìn)而得到Q345的S-N曲線圖。確定載荷譜是疲勞壽命分析中十分重要的一步。當(dāng)無法通過物理試驗(yàn)獲取載荷譜時(shí),可以利用動(dòng)力學(xué)仿真的方法得到吊籃的載荷信息。將4.3.2節(jié)剛?cè)狁詈戏治龅玫降妮d荷信息文件依次導(dǎo)入到MSC.Fatigue中,通過TimeHistoryManager依次導(dǎo)入各階模態(tài)的時(shí)間歷程文件,通過后處理器查看時(shí)間歷程曲線?梢岳肍illDownOn功能將多個(gè)載荷文件按照順序一并載入,然后將分析結(jié)果文件與載荷歷程文件關(guān)聯(lián)起來
選擇應(yīng)用最廣泛的全壽命(S-N)分析方法進(jìn)行疲勞分析,疲勞分析結(jié)束后在Results面板下查看結(jié)果信息。 在交變載荷作用下吊籃的2號(hào)銷孔處出現(xiàn)最小循環(huán)次數(shù),值為7.25E+5次。 吊籃用于切削作業(yè)的下半部分損傷度較大,而用于固定的上半部分損傷度相對(duì)較小,說明吊籃頻繁與樹根和土壤作用的部分是容易發(fā)生疲勞破壞的位置。 吊籃車完成一次完整的清挖作業(yè)要依次經(jīng)歷下鏟-定深推移-提鏟-卸載-返回,歷時(shí)約40s,作業(yè)一次工作載荷循環(huán)一次,以吊籃車每天工作8小時(shí),每月30天計(jì)算,得到吊籃的疲勞壽命為,
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