曹蕾蕾 郭城臣 王严 丁新 宋绪丁

(长安大学 道路施工技术与装备教育部重点实验室，陕西 西安 710064)

液压挖掘机工作装置是挖掘机作业的直接实施者，在工作过程中承受复杂的交变载荷，普遍存在使用寿命短、可靠性和耐久性差等问题，严重影响挖掘机整机性能的充分发挥[1]。因此，工作装置的疲劳寿命评估对挖掘机的抗疲劳设计具有非常重要的意义。

液压挖掘机工作装置(动臂、斗杆)是由板件焊接而成的箱型结构[2]，其疲劳寿命评估的关键在于挖掘机实际工作载荷历程的获取。现有研究可分为实测方法和仿真方法两种途径。文献[3- 6]在工作装置的关键点上布置应变片获取应力-时间历程；文献[7]以测试截面内力为基础，通过测量斗杆截面特定测点的应力来求得斗杆截面内力，再建立力学平衡方程计算工作装置各铰点载荷；文献[8- 9]通过自行研制的三位销轴传感器直接实测了铲斗与斗杆铰点处的正载、侧载和偏载，利用力学平衡方程计算其余铰点载荷。另一方面，文献[10- 11]通过在ADAMS中进行动力学仿真获得工作装置铰点载荷；文献[12]采用ADAMS与ABAQUS联合仿真得到符合真实情况的动臂各铰点应力谱。以上两种思路中，实测方法受测点数目的限制不能反映整个工作装置的应力变化过程；单纯仿真模拟方法虽然可以克服测点数目的局限性，但是由于挖掘机实际工作过程具有随机性和不确定性，仿真软件中很难模拟出复杂的真实载荷。虽……