轮式装载机及其当量载荷计算方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术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。本发明专利技术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。

Wheel loader and its equivalent load calculation method and device

The invention discloses a wheel loader and its equivalent load calculation method and device. The method includes: according to the pull force time history to determine the mobile arm beam hinge force time history; according to the arm beam hinge force and time course of the boom and the bucket hinge force time history to determine the boom cylinder hinge force time history; according to the arm beam hinge force time history, to determine the dangerous point moment arm shovel the time course of the bucket hinge force time history of the boom cylinder and hinge force time history; equivalent load time history is determined according to the dangerous moment of time history. The present embodiment only applies a load at the bucket, so the load spectrum is convenient for loading on the test bench. The equivalent load spectrum obtained by the above mentioned example can guide the structure design of the loader working device, and improve and improve the fatigue life of the structural parts of the loader.

【技术实现步骤摘要】
轮式装载机及其当量载荷计算方法和装置
本专利技术涉及载荷处理
，特别涉及一种轮式装载机及其当量载荷计算方法和装置。
技术介绍
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。
技术实现思路
鉴于以上技术问题，本专利技术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。根据本专利技术的一个方面，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。在本专利技术的一个实施例中，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。在本专利技术的一个实施例中，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。在本专利技术的一个实施例中，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。在本专利技术的一个实施例中，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；根据拉杆力时间历程和动臂油缸铰点力时间历程分别确定危险点弯矩时间历程。在本专利技术的一个实施例中，所述根据危险点弯矩时间历程确定当量载荷时间历程包括：根据每一危险点的弯矩时间历程获取所述危险点的等效载荷时间历程；根据所有危险点的等效载荷时间历程确定当量载荷时间历程。在本专利技术的一个实施例中，所述根据所有危险点的等效载荷时间历程确定当量载荷时间历程包括：在每一时刻，取所有危险点等效载荷中的最大等效载荷作为该时刻的当量载荷。根据本专利技术的另一方面，提供一种轮式装载机当量载荷计算装置，包括：动臂横梁铰点力确定模块，用于根据拉杆力时间历程确定动臂横梁铰点力时间历程；动臂油缸铰点力确定模块，用于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；危险点弯矩确定模块，用于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；当量载荷确定模块，用于根据危险点弯矩时间历程确定当量载荷时间历程。在本专利技术的一个实施例中，所述装置还包括：当量载荷参数确定模块，用于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。在本专利技术的一个实施例中，动臂横梁铰点力确定模块包括：铰点坐标确定单元，用于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；摇臂油缸力确定单元，用于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；动臂横梁铰点力确定单元，用于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。在本专利技术的一个实施例中，动臂油缸铰点力确定模块包括：坐标系转化单元，用于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；动臂油缸铰点力确定单元，用于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。在本专利技术的一个实施例中，危险点弯矩确定模块包括：危险点确定单元，用于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；危险点弯矩确定单元，用于根据拉杆力时间历程和动臂油缸铰点力时间历程分别确定危险点弯矩时间历程。在本专利技术的一个实施例中，当量载荷确定模块包括：等效载荷确定单元，用于根据每一危险点的弯矩时间历程获取所述危险点的等效载荷时间历程；当量载荷确定单元，用于根据所有危险点的等效载荷时间历程确定当量载荷时间历程。在本专利技术的一个实施例中，当量载荷确定单元用于在每一时刻，取所有危险点等效载荷中的最大等效载荷作为该时刻的当量载荷。根据本专利技术的另一方面，提供一种轮式装载机，包括如上述任一实施例所述的轮式装载机当量载荷计算装置。本专利技术可以将工作装置多个铰点处的载荷当量到铲斗的一个施加点上，编制出既保证寿命危险点处损伤与实际一致，又使其它次危险点满足损伤规律的当量载荷谱。由于本专利技术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。本专利技术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。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术轮式装载机当量载荷计算方法第一实施例的示意图。图2为本专利技术轮式装载机当量载荷计算方法第二实施例的示意图。图3为本专利技术一个实施例中轮式装载机工作装置的示意图。图4为本专利技术一个实施例的载荷计算方法中输入参数的示意图。图5为本专利技术一个实施例中摇臂油缸力和动臂横梁铰点力的示意图。图6为本专利技术一个实施例中坐标系转化的示意图。图7为本专利技术一个实施例中获取动臂油缸铰点力的示意图。图8为本专利技术一个实施例中获取危险点弯矩的示意图。图9为本专利技术一个实施例中获取等效外载荷作用点位置参数的示意图。图10为本专利技术轮式装载机当量载荷计算装置第一实施例的示意图。图11为本专利技术轮式装载机当量载荷计算装置第二实施例的示意图。图12为本专利技术一个实施例中动臂横梁铰点力确定模块的示意图。图13为本专利技术一个实施例中动臂油缸铰点力确定模块的示意图。图14本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮式装载机当量载荷计算方法，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种轮式装载机当量载荷计算方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，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。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，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。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，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；根据拉杆力时间历程和动臂油缸铰点力时间历程分别确定危险点弯矩时间历程。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据危险点弯矩时间历程确定当量载荷时间历程包括：根据每一危险点的弯矩时间历程获取所述危险点的等效载荷时间历程；根据所有危险点的等效载荷时间历程确定当量载荷时间历程。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所有危险点的等效载荷时间历程确定当量载荷时间历程包括：在每一时刻，取所有危险点等效载荷中的最大等效载荷作为该时刻的当量载荷。8.一种轮式装载机当量载荷计算装置，其特征在于，包括：动臂横梁铰点力确定模块，用于根据拉杆力时间历程确定动...

【专利技术属性】
技术研发人员：员征文，陆永能，徐雷，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32