挖掘机工作装置载荷谱及其工程应用

本书选题结合工程实际问题并依托国家科技支撑计划项目、陕西省自然科学基金项目和企业委托横向课题，对大吨位挖掘机工作装置开展了载荷谱及其应用的系统研究，介绍了大吨位挖掘机工作装置铰点载荷测试、斗尖载荷识别、外载荷当量等基础方法，编制了载荷谱并应用于大吨位挖掘机工作装置的疲劳寿命评估中，系统分析了大吨位挖掘机工作装置疲劳耐久性。本书将理论研究与工程实践相结合，给出了大吨位挖掘机工作装置载荷谱测试与编制方法及其结果，可以为挖掘机结构件的抗疲劳设计与轻量化提供关键依据。

第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 载荷测试方法研究现状
1.3 载荷谱编制方法研究现状
1.4 挖掘机工作装置疲劳分析现状
1.5 本书研究内容
第2章 挖掘机铲斗载荷测试传感器设计研究
2.1 铲斗作业阻力特性
2.1.1 样机特性分析
2.1.2 理论挖掘阻力
2.2 传感器设计原理
2.2.1 销轴力传感器
2.2.2 连杆力传感器
2.3 传感器结构设计
2.3.1 传感器结构参数
2.3.2 传感器强度校核
2.4 传感器标定试验
2.4.1 销轴力传感器
2.4.2 连杆力传感器
本章小结
第3章 挖掘机铲斗铰接点载荷测试试验方法研究
3.1 挖掘机典型作业分析
3.1.1 典型作业介质
3.1.2 典型作业过程
3.2 载荷测点与载荷测试传感器系统
3.2.1 载荷测点布置
3.2.2 载荷测试传感器系统
3.3 试验方案与载荷数据处理
3.3.1 试验方案与载荷数据
3.3.2 载荷数据信号预处理
3.3.3 实测载荷数据分析
3.4 刚柔耦合动力学分析
3.4.1 刚柔耦合动力学模型
3.4.2 工作装置动力学分析
本章小结
第4章 挖掘机工作装置疲劳载荷谱外推方法研究
4.1 基于POT模型的载荷外推
4.1.1 POT模型构建
4.1.2 GPD分布参数估计
4.1.3 实测载荷时域外推
4.2 基于混合分布的载荷外推
4.2.1 混合高斯分布
4.2.2 均值和幅值联合分布
4.2.3 实测载荷时域外推
4.3 基于核密度估计的非参数雨流外推
4.3.1 核密度估计模型
4.3.2 实测载荷雨流外推
本章小结
第5章 挖掘机铲斗斗齿尖疲劳试验载荷谱编制研究
5.1 铲斗斗齿尖力识别模型
5.1.1 铲斗斗齿尖载荷分析
5.1.2 D-H坐标系变换
5.1.3 斗齿尖载荷识别结果
5.2 铲斗斗齿尖载荷谱编制
5.2.1 载荷信号编辑与雨流计数
5.2.2 载荷统计分布与参数估计
5.2.3 载荷外推与编谱
本章小结
第6章 挖掘机斗杆和动臂疲劳试验载荷谱编制研究
6.1 台架疲劳加载方案
6.2 铰点力计算
6.2.1 铰点力公式推导
6.2.2 计算结果分析
6.3 载荷等效方法
6.4 疲劳试验载荷谱编制
6.4.1 信号编辑与雨流计数
6.4.2 非参数估计法
6.4.3 疲劳试验载荷谱
本章小结
第7章 挖掘机工作装置焊接接头疲劳特性试验研究
7.1 焊接接头及试验加载方式
7.2 弯曲疲劳试验方案
7.3 疲劳试验拟合S-N曲线
7.3.1 疲劳试验过程
7.3.2 疲劳试验结果
7.3.3 最小二乘法
7.3.4 拟合S-N曲线
本章小结
第8章 基于载荷谱的挖掘机工作装置疲劳寿命评估
8.1 金属结构疲劳寿命评估理论
8.1.1 疲劳破坏和疲劳寿命
8.1.2 Miner线性疲劳累积损伤理论
8.2 焊接结构疲劳评定标准
8.2.1 BS 7608标准
8.2.2 IIW标准
8.3 疲劳关注点的寿命评估
8.3.1 疲劳关注点位置的选取与结果分析
8.3.2 疲劳关注点S-N曲线的确定
8.3.4 焊接结构疲劳损伤计算
8.3.5 疲劳关注点寿命评估
8.3.6 疲劳寿命评估结果分析
本章小结
参考文献

万一品，长安大学工程机械学院教师、博士后、硕士生导师。主要研究领域：机械结构与传动系统载荷谱、疲劳与断裂，轻量化与抗疲劳设计等。主持或参与国家科技支撑计划项目、国家自然科学基金项目、省部级纵向以及企业委托项目10余项，发表学术论文40余篇，申请并授权国家发明专利7项，实用新型专利与软件著作权20余项。