冲击载荷下泵车底架结构疲劳累积损伤试验研究

针对泵车底架长期处于高应力幅值的交变冲击载荷下,结构产生疲劳破坏从而引发泵车倾翻的安全问题,基于随机变幅载荷下结构疲劳累积损伤理论,提出了基于有限元分析与应力试验的结构设计,以及基于全工况随机载荷谱采集处理与疲劳累积损伤试验验证评估技术的精细耐久性设计验证方法,通过底架结构应力试验与疲劳试验进行试验验证。泵车底架结构可靠,结构件平均首次故障方量大幅提升,疲劳寿命达到12.6 a,相比实际服役车辆工业考核,对产品的抗疲劳性能进行验证评估的试验周期缩短30%以上,为底架系统的减振、结构优化、提升焊接结构抗疲劳和耐久性设计水平,提供了理论与试验依据。

基于拓扑优化的混凝土泵车一臂轻量化设计

基于变密度法对混凝土泵车一臂进行拓扑优化,依据拓扑优化的结果,在保证臂架制造的工艺性和安全性情况下,设计减重孔对臂架进行三维重构,并采用离散变量尺寸优化得到合理和实用的臂架各板厚参数.通过对优化后的新型轻量化臂架一臂进行水平工况静态校核、稳定性校核及结构应力试验,实验结果表明:拓扑优化设计方法可以在保证结构的静态安全性的前提下减轻泵车臂架质量,为混凝土泵车整体轻量化设计提供了重要的设计依据.

混凝土冲击载荷作用下泵车臂架动态特性分析

针对混凝土流动冲击载荷造成混凝土泵车臂架振动的问题,基于流速周期性变化表征函数的混凝土流动冲击载荷的近似数学模型,构建了能够准确反映臂架系统动态特性的模型并进行了模态分析与动态响应分析。以水平工况下动应力、位移和加速度的实车测试数据为依据,对泵车臂架系统的动态响应仿真结果进行了误差计算分析,测试和仿真结果表明:模态计算误差均值为5.7%,危险部位动应力幅误差均值为24.96%,臂架末端振幅误差值为19.3%,臂架末端加速度幅误差值为15.7%,初步形成臂架系统可靠、高效的有限元仿真分析方法,为臂架系统的减振设计及结构动态设计奠定了基础。