结构件设计方法、装置及挖掘机制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种结构件设计方法、装置及挖掘机，该方法包括：获取每一分段结构的钢板厚度的第一取值；获取每一分段结构的目标参数的目标值之后，确定每一分段结构的钢板厚度的第二取值以及所采用的钢板材料的屈服强度的目标值；获取每一分段结构的预测疲劳寿命的目标值之后，确定每一分段结构的钢板厚度的目标值；基于每一分段结构的钢板厚度的目标值以及所采用的钢板材料的屈服强度的目标值，生成待设计结构件的设计结果。本发明专利技术提供的结构件设计方法、装置及挖掘机，能通过挖掘机结构件的设计，使得设计好的挖掘机结构件能够满足挖掘机铲斗的斗容增大的同时，不增加挖掘机的整机重量以及不降低挖掘机中结构件的使用寿命。重量以及不降低挖掘机中结构件的使用寿命。重量以及不降低挖掘机中结构件的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
结构件设计方法、装置及挖掘机


[0001]本专利技术涉及机械工程
，尤其涉及一种结构件设计方法、装置及挖掘机。

技术介绍

[0002]挖掘机作为一种重型工程机械，在矿山开采、城市建设以及抢险救灾等领域有着广泛应用。
[0003]通常情况下，可以通过增大挖掘机的铲斗的斗容的方式，提高挖掘机的工作效率。为了保障挖掘机的安全作业，在增大挖掘机的铲斗的斗容的同时，需要对挖掘机中动臂、斗杆等结构件进行加强。
[0004]相关技术中，通常采用局部结构增厚的方式对挖掘机中动臂、斗杆等结构件进行加强，从而提高挖掘机中动臂、斗杆等结构件的强度，例如，可以通过局部增加加强板、加强筋或填充物的方式，增加上述结构件的强度；或者，还可以通过将局部焊接机改为铸造件的方式，增加上述结构件的强度。但是，上述方式虽然可以在一定程度上提高挖掘机中的结构件的强度，却会增加挖掘机的工作装置重量，进而导致挖掘机的能耗增加。因此，如何通过挖掘机结构件的设计，使得挖掘机铲斗的斗容增大的同时不增加挖掘机的工作装置重量，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种结构件设计方法、装置及挖掘机，用以解决现有技术中难以在增大挖掘机的铲斗的斗容的同时，不增加挖掘机的整机重量的缺陷，实现通过挖掘机结构件的设计，使得设计好的挖掘机结构件能够满足挖掘机铲斗的斗容增大的同时不增加挖掘机的整机重量。
[0006]本专利技术提供一种结构件设计方法，包括：
[0007]基于待设计结构件的减重目标值以及所述待设计结构件中每一分段结构的钢板厚度的原始值，获取每一所述分段结构的钢板厚度的第一取值；
[0008]基于每一所述分段结构的钢板厚度的第一取值，获取每一所述分段结构的目标参数的目标值之后，基于每一所述分段结构的目标参数的目标值，确定每一所述分段结构的钢板厚度的第二取值以及所采用的钢板材料的屈服强度的目标值；
[0009]基于每一所述分段结构的钢板厚度的第二取值和每一所述分段结构钢板材料的屈服强度的目标值，获取每一所述分段结构的预测疲劳寿命的目标值之后，基于每一所述分段结构的预测疲劳寿命的目标值和每一所述分段结构的预测疲劳寿命的原始值，确定每一所述分段结构的钢板厚度的目标值；
[0010]基于每一所述分段结构的钢板厚度的目标值以及所采用的钢板材料的屈服强度的目标值，生成所述待设计结构件的设计结果；
[0011]其中，所述待设计结构件包括动臂和/或斗杆；所述减重目标值是基于目标铲斗的增容量确定的；所述目标参数包括用于描述结构的强度性能、刚度性能以及安全性能的参
数。
[0012]根据本专利技术提供的一种结构件设计方法，所述基于每一所述分段结构的预测疲劳寿命的目标值和每一所述分段结构的预测疲劳寿命的原始值，确定每一所述分段结构的钢板厚度的目标值，包括：
[0013]在任一分段结构的结构疲劳寿命的目标值小于原始值的情况下，基于第一预设步长逐步增大所述任一分段结构的钢板厚度的第二取值，直至所述任一分段结构的结构疲劳寿命的目标值不小于所述任一分段结构的结构疲劳寿命的原始值之后，将增大后的所述任一分段结构的钢板厚度的第二取值，确定为所述任一分段结构的钢板厚度的目标值，
[0014]在所述任一分段结构的结构疲劳寿命的目标值大于原始值与预设权重的乘积的情况下，基于第二预设步长逐步减小所述任一分段结构的钢板厚度的第二取值，直至所述任一分段结构的结构疲劳寿命的目标值不大于所述任一分段结构的结构疲劳寿命的原始值与预设权重的乘积之后，将减小后的所述任一分段结构的钢板厚度的第二取值，确定为所述任一分段结构的钢板厚度的目标值，
[0015]在所述任一分段结构的结构疲劳寿命的目标值不小于原始值且不大于所述原始值与预设权重的乘积的情况下，将所述任一分段结构的钢板厚度的第二取值，确定为所述任一分段结构的钢板厚度的目标值；
[0016]其中，所述预设权重大于1。
[0017]根据本专利技术提供的一种结构件设计方法，所述目标参数，包括：截面系数、截面应力和安全系数；
[0018]所述基于每一所述分段结构的目标参数的目标值，确定每一所述分段结构的钢板厚度的第二取值，包括：
[0019]在任一分段结构满足预设条件的情况下，将所述任一分段结构的钢板厚度的第一取值确定为所述任一分段结构的钢板厚度的第二取值，将所述任一分段结构所采用的钢板材料的屈服强度的原始值，确定为所述任一分段结构所采用的钢板材料的屈服强度的目标值，
[0020]在任一分段结构不满足所述预设条件的情况下，对所述任一分段结构的钢板厚度的第一取值、钢板材料的屈服强度的原始值、箱体内宽的原始值以及箱体内高的原始值中的至少一个进行修正，使得所述任一分段结构满足所述预设条件之后，基于修正结果，确定所述任一分段结构的钢板厚度的第二取值；
[0021]其中，所述预设条件包括所述任一分段结构的目标参数的目标值均不小于原始值。
[0022]根据本专利技术提供的一种结构件设计方法，基于每一所述分段结构的目标参数的目标值，确定每一所述分段结构所采用的钢板材料的屈服强度的目标值，包括：
[0023]基于每一所述分段结构所采用的钢板材料的屈服强度的原始值以及所述修正结果，确定每一所述分段结构所采用的钢板材料的屈服强度的第一取值；
[0024]基于每一所述分段结构所采用的钢板材料的屈服强度的第一取值以及每一所述分段结构的安全系数的原始值和目标值，获取每一所述分段结构对应的屈服强度区间；
[0025]基于每一所述分段结构的钢板厚度的第二取值以及每一所述分段结构所采用钢板材料的焊缝性能的原始值，通过焊接工艺试验，在每一所述分段结构对应的屈服强度区
间中确定目标性能最优的屈服强度值，作为每一所述分段结构所采用的钢板材料的屈服强度的目标值；
[0026]其中，所述目标性能包括母材的拉伸性能、焊缝的拉伸性能、低温冲击韧性以及疲劳强度中的至少一种；所述低温包括低于
‑
40℃的温度。
[0027]根据本专利技术提供的一种结构件设计方法，所述在任一分段结构不满足所述预设条件的情况下，对所述任一分段结构的钢板厚度的第一取值、钢板材料的屈服强度的原始值、箱体内宽的原始值以及箱体内高的原始值中的至少一个进行修正，使得所述任一分段结构满足所述预设条件之后，所述方法还包括：基于所述修正结果，确定所述任一分段结构的箱体内高的目标值和箱体内宽的目标值；
[0028]在所述任一分段结构的箱体内高的目标值不同于原始值的情况下，将所述任一分段结构的箱体内高的目标值确定为所述待设计结构件的设计结果，在所述任一分段结构的箱体内宽的目标值不同于原始值的情况下，将所述任一分段结构的箱体内宽的目标值确定为所述待设计结构件的设计结果。
[0029]根据本专利技术提供的一种结构件设计方法，所述基于待设计结构件的减重目标值以及所述待设计结构件中每一分段结构的钢板厚度的原始值，获取每一所述分段结构的钢板厚度的第一取值，包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构件设计方法，其特征在于，包括：基于待设计结构件的减重目标值以及所述待设计结构件中每一分段结构的钢板厚度的原始值，获取每一所述分段结构的钢板厚度的第一取值；基于每一所述分段结构的钢板厚度的第一取值，获取每一所述分段结构的目标参数的目标值之后，基于每一所述分段结构的目标参数的目标值，确定每一所述分段结构的钢板厚度的第二取值以及所采用的钢板材料的屈服强度的目标值；基于每一所述分段结构的钢板厚度的第二取值和每一所述分段结构钢板材料的屈服强度的目标值，获取每一所述分段结构的预测疲劳寿命的目标值之后，基于每一所述分段结构的预测疲劳寿命的目标值和每一所述分段结构的预测疲劳寿命的原始值，确定每一所述分段结构的钢板厚度的目标值；基于每一所述分段结构的钢板厚度的目标值以及所采用的钢板材料的屈服强度的目标值，生成所述待设计结构件的设计结果；其中，所述待设计结构件包括动臂和/或斗杆；所述减重目标值是基于目标铲斗的增容量确定的；所述目标参数包括用于描述结构的强度性能、刚度性能以及安全性能的参数。2.根据权利要求1所述的结构件设计方法，其特征在于，所述基于每一所述分段结构的预测疲劳寿命的目标值和每一所述分段结构的预测疲劳寿命的原始值，确定每一所述分段结构的钢板厚度的目标值，包括：在任一分段结构的结构疲劳寿命的目标值小于原始值的情况下，基于第一预设步长逐步增大所述任一分段结构的钢板厚度的第二取值，直至所述任一分段结构的结构疲劳寿命的目标值不小于所述任一分段结构的结构疲劳寿命的原始值之后，将增大后的所述任一分段结构的钢板厚度的第二取值，确定为所述任一分段结构的钢板厚度的目标值，在所述任一分段结构的结构疲劳寿命的目标值大于原始值与预设权重的乘积的情况下，基于第二预设步长逐步减小所述任一分段结构的钢板厚度的第二取值，直至所述任一分段结构的结构疲劳寿命的目标值不大于所述任一分段结构的结构疲劳寿命的原始值与预设权重的乘积之后，将减小后的所述任一分段结构的钢板厚度的第二取值，确定为所述任一分段结构的钢板厚度的目标值，在所述任一分段结构的结构疲劳寿命的目标值不小于原始值且不大于所述原始值与预设权重的乘积的情况下，将所述任一分段结构的钢板厚度的第二取值，确定为所述任一分段结构的钢板厚度的目标值；其中，所述预设权重大于1。3.根据权利要求1所述的结构件设计方法，其特征在于，所述目标参数，包括：截面系数、截面应力和安全系数；所述基于每一所述分段结构的目标参数的目标值，确定每一所述分段结构的钢板厚度的第二取值，包括：在任一分段结构满足预设条件的情况下，将所述任一分段结构的钢板厚度的第一取值确定为所述任一分段结构的钢板厚度的第二取值，将所述任一分段结构所采用的钢板材料的屈服强度的原始值，确定为所述任一分段结构所采用的钢板材料的屈服强度的目标值，在任一分段结构不满足所述预设条件的情况下，对所述任一分段结构的钢板厚度的第一取值、钢板材料的屈服强度的原始值、箱体内宽的原始值以及箱体内高的原始值中的至
少一个进行修正，使得所述任一分段结构满足所述预设条件之后，基于修正结果，确定所述任一分段结构的钢板厚度的第二取值；其中，所述预设条件包括所述任一分段结构的目标参数的目标值均不小于原始值。4.根据权利要求3所述的结构件设计方法，其特征在于，基于每一所述分段结构的目标参数的目标值，确定每一所述分段结构所采用的钢板材料的屈服强度的目标值，包括：基于每一所述分段结构所采用的钢板材料的屈服强度的原始值以及所述修正结果，确定每一所述分段结构所采用的钢板材料的屈服强度的第一取值；基于每一所述分段结构所采用的钢板材料的屈服强度的第一取值以及每一所述分段结构的安全系数的原始值和目标值，获取每一所述分段结构对应的屈服强度区间；基于每一所述分段结构的钢板厚度的第二取值以及每一所述分段结构所采用钢板材料的焊缝性能的原始值，通过焊接工艺试验，在每一所述分段结构对应的屈服强度区间中确定目标性能最优的屈服强度值，作为每一所述分段结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴建鑫，史志伟，张国涛，
申请(专利权)人：三一重机有限公司，
类型：发明
国别省市：