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电动轮矿用自卸车后桥壳疲劳寿命分析
| 论文题名： | 电动轮矿用自卸车后桥壳疲劳寿命分析 |
| 关键词： | 电动轮矿用自卸车;后桥壳;刚柔耦合;动静态特性;疲劳寿命;数值仿真 |
| 摘要： | 随着近年来国民经济的快速发展，人们对资源的需求量也在增加。大型电动轮自卸车作为大型露天矿山的主要运输工具，采矿业的发展直接推动了其市场需求的增加。为了改变矿用自卸车长期依赖进口的局面，迫切需要具有自主知识产权的矿用自卸车的研发。 矿用自卸车长期工作在恶劣的环境中，恶劣的工作条件对矿用自卸车的结构性能提出较高的要求。而后桥壳作为矿用自卸车的主要承载件之一，其强度、动态特性及疲劳寿命等性能的好坏将直接影响整车的品质。本文利用多体动力学、有限元分析、疲劳寿命等技术对后桥壳的性能进行数值仿真分析。 （1）本文首先建立包含后桥壳柔性体的整车刚柔耦合多体动力学模型，根据矿区实际路况，以 E级路面谱作为输入，对整车进行动力学仿真分析，利用道路加速度试验验证模型的准确性，并输出后桥壳在4种工况下各铰接点处的载荷时间历程。 （2）建立后桥壳有限元模型，并选择合适的边界条件进行约束，根据动力学载荷分析结果施加载荷，进行后桥壳在4种工况下的强度校核，得到4种工况下的应力和位移云图。另外，对后桥壳进行模态分析得到后桥壳的固有频率及其对应的振型；通过对后桥壳进行频率响应分析，得到后桥壳危险处的单元的动态响应随频率的变化的关系。 （3）在后桥壳动力学和静力学分析的基础上，根据矿车的矿区实际运行工况，构建矿用自卸车后桥壳在一个工作循环内的各个主要铰接点的载荷时间历程。基于名义应力法分别对后桥壳进行在循环工况和凹坑凸台极限工况下的疲劳寿命分析，得知后桥壳在循环工况下的疲劳寿命能够满足使用要求，且疲劳损伤较大区域出现在焊缝位置。 （4）最后，建立了后桥壳焊缝结构有限元模型。基于焊接结构疲劳理论，针对后桥壳的焊缝结构特点，分别选用“VOLVO”方法和基于“主S-N曲线”等效结构应力法对后桥壳进行焊缝疲劳寿命分析，并根据焊缝疲劳寿命分析结果，对后桥壳进行结构改进，并验证改进结果。 |
| 作者： | 孔剑 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 李伟平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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