[发明专利]轮式装载机及其当量载荷计算方法和装置

说明书

本发明公开一种轮式装载机及其当量载荷计算方法和装置。该方法包括：根据拉杆力时间历程确定动臂横梁铰点力时间历程；根据动臂横梁铰点力时间历程和动臂铲斗铰点力时间历程确定动臂油缸铰点力时间历程；根据动臂横梁铰点力时间历程、动臂铲斗铰点力时间历程和动臂油缸铰点力时间历程确定危险点弯矩时间历程；根据危险点弯矩时间历程确定当量载荷时间历程。本发明上述实施例只施加一个铲斗处的载荷，所以该载荷谱便于试验室台架加载。本发明上述实施例得到的当量载荷谱，可以指导装载机工作装置的结构设计，提高和改善装载机结构件的疲劳寿命。

技术领域

本发明涉及载荷处理技术领域，特别涉及一种轮式装载机及其当量载荷计算方法和装置。

背景技术

装载机工作装置的疲劳寿命作为衡量装载机可靠性的一项重要指标逐渐受到重视，而装载机工作装置的载荷谱是研究装载机工作装置的疲劳可靠性的前提和基础。

装载机的工作装置在作业过程中位置和姿态一直在变化，所以采集到工作装置各铰点处的载荷的大小和方向都在随时间变化。而要想在实验室中复现出危险点处的损伤规律，就必须复现出这种复杂的载荷历程。按照最直接的方法，对装载机多个铰点同时施加不同方向的载荷，存在两个问题。1)对不同铰点进行同时加载时，要考虑载荷的作用时间历程，和各铰点作用的先后次序。而在载荷谱统计时，雨流计数法打破了这种次序。2)实验室中对多个位置同步进行加载需要多个力源协调作用，对于装载机工作装置这种大型结构件来说，加载后变形量很大，多力源协调控制难度加大。

发明内容

鉴于以上技术问题，本发明提供了一种轮式装载机及其当量载荷计算方法和装置，只施加一个铲斗处的载荷，该载荷谱便于试验室台架加载。

根据本发明的一个方面，提供一种轮式装载机当量载荷计算方法，包括：

根据拉杆力时间历程确定动臂横梁铰点力时间历程；

根据动臂横梁铰点力时间历程和动臂铲斗铰点力时间历程确定动臂油缸铰点力时间历程；

根据动臂横梁铰点力时间历程、动臂铲斗铰点力时间历程和动臂油缸铰点力时间历程确定危险点弯矩时间历程；

根据危险点弯矩时间历程确定当量载荷时间历程。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

根据危险点弯矩时间历程确定当量载荷的作用位置和作用方向。

在本发明的一个实施例中，所述根据拉杆力时间历程确定动臂横梁铰点力时间历程包括：

根据摇臂油缸长度和动臂油缸长度确定动臂横梁铰点、动臂油缸铰点和动臂铲斗铰点在整体坐标系的坐标值，其中整体坐标系为以动臂车架铰点为圆心的坐标系；

根据拉杆力时间历程确定摇臂受到的摇臂油缸力时间历程；

根据拉杆力时间历程和摇臂油缸力时间历程确定动臂横梁铰点力时间历程。

在本发明的一个实施例中，所述根据动臂横梁铰点力时间历程和动臂铲斗铰点力时间历程确定动臂油缸铰点力时间历程包括：

将整体坐标系下动臂横梁铰点力时间历程和动臂铲斗铰点力时间历程转化为动臂坐标系下动臂横梁铰点力时间历程和动臂铲斗铰点力时间历程，其中，动臂坐标系为以动臂铲斗铰点为圆心、动臂铲斗铰点与动臂车架铰点连线为x轴的坐标系；

根据动臂坐标系下动臂横梁铰点力时间历程和动臂铲斗铰点力时间历程确定动臂油缸铰点力时间历程。

在本发明的一个实施例中，所述根据动臂横梁铰点力时间历程、动臂铲斗铰点力时间历程和动臂油缸铰点力时间历程确定危险点弯矩时间历程包括：

根据有限元分析结果，将动臂上至少两处应力集中点作为危险点；