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吊籃疲勞分析載荷的確定文章第二章對吊籃作業(yè)機構工作負載分析時(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(guò)程中屬于個(gè)別現象,正常工況下的穩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果為基礎對吊籃進(jìn)行疲勞壽命分析。認為工作負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(xiàn)。 建立的關(guān)于吊籃的剛柔耦合模型,對吊籃柔性體施加正常工況下的工作負載,設置仿真時(shí)間為40s,對吊籃車(chē)一個(gè)工作循環(huán)進(jìn)行仿真。仿真后在A(yíng)DAMS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,以用于后續的疲勞仿真分析。
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全壽命分析方法名義應力法(S-N)也稱(chēng)為全壽命分析方法,是最早形成的抗疲勞設計方法,是以Palmgrem-Miner線(xiàn)性累積損傷理論和雨流計數法為理論基礎,繪制材料或零件的S-N曲線(xiàn),計算疲勞壽命或者校核疲勞強度。研究發(fā)現,對交變應力S的對數與循環(huán)次數N的對數建立聯(lián)系,得到理想化的曲線(xiàn)為一條直線(xiàn), 將ANSYS有限元分析的結果文件(.rst文件)導入到MSC.Patran中。啟動(dòng)MSC.Fatigue模塊對吊籃進(jìn)行疲勞壽命分析。為提高疲勞分析結果的準確性,應盡量使用實(shí)際零件的S-N曲線(xiàn),但是在機械產(chǎn)品的設計初期無(wú)法對零件進(jìn)行試驗,這時(shí)可以使用材料的S-N曲線(xiàn)并加以修正。將材料S-N曲線(xiàn)的應力極值Sα進(jìn)行修正,ε——尺寸系數;Kf——應力集中系數;β——表面敏感度系數;Cl——載荷類(lèi)型因子系數。MSC.Fatigue軟件自帶了豐富的材料數據庫,用戶(hù)可以查看并且直接調用。吊籃所用材料Q345不在材料數據庫中,可以通過(guò)設置材料的彈性模量E和極限抗拉強度UTS兩個(gè)參數值來(lái)創(chuàng )建該材料模型,進(jìn)而得到Q345的S-N曲線(xiàn)圖。確定載荷譜是疲勞壽命分析中十分重要的一步。當無(wú)法通過(guò)物理試驗獲取載荷譜時(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節剛柔耦合分析得到的載荷信息文件依次導入到MSC.Fatigue中,通過(guò)TimeHistoryManager依次導入各階模態(tài)的時(shí)間歷程文件,通過(guò)后處理器查看時(shí)間歷程曲線(xiàn)?梢岳肍illDownOn功能將多個(gè)載荷文件按照順序一并載入,然后將分析結果文件與載荷歷程文件關(guān)聯(lián)起來(lái)
選擇應用最廣泛的全壽命(S-N)分析方法進(jìn)行疲勞分析,疲勞分析結束后在Results面板下查看結果信息。 在交變載荷作用下吊籃的2號銷(xiāo)孔處出現最小循環(huán)次數,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較小,說(shuō)明吊籃頻繁與樹(shù)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(chē)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(chē)每天工作8小時(shí),每月30天計算,得到吊籃的疲勞壽命為,
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