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无线动态应变仪在大吨位自卸车车架上的应用

分类:应力应变测试    关键词:动态应变仪

大吨位自卸车作为露天矿山的主要运输工具,因其载重大,运输效率高而被广泛用于露天矿山上。大吨位自卸车在矿山非铺装路面运行,工作环境恶劣,车架承受较大的冲击载荷,长期使用容易出现车架开裂现象。

本文针对某型载重110t的大吨位矿用自卸车运输过程中的受载特性,采用无线动态应变仪对自卸车车架进行应力应变测试。结合自卸车车架的仿真分析结果及以往车架开裂的故障位置,选取车架关键受力部位,布置了24个测试点,测试不同工况下车架各测试点的动态应力应变情况,并对测试结果加以分析。

测试系统

本次测试采用电阻应变法,仪器选用聚航科技生产的JHDY-W无线动态应变仪,体积小巧,使用时间长,设备全软件式操作,实时保存测量数据,并自动生成报告,具有高精度、高采样频率的特点,能够满足自卸车车架动态应力应变测试的要求。

测试点的选择

本次自卸车车架动态应力应变测试共选取24个测试点,测试点编号1-24,测试点根据自卸车的结构型式一般对称选取,沿车架轴向,对称编号。其中5与6号点对称,9与10号点对称,11与12号点对称,15号点是后桥壳吊耳左上点,16号点是后桥壳吊耳右上点。具体位置描述如下:1-右纵梁前端外侧面;2-左纵梁前端外侧面;3-右纵梁前端下表面;4-左纵梁前段下表面;5-右纵梁龙门架处外侧面;6-左纵梁龙门架处外侧面;7-左纵梁龙门架后部外侧面;8-左纵梁后轴处外侧面;9-右纵梁后轴处下表面;10-左纵梁后轴处下表面;11-左纵梁后轴处内侧面;12-右纵梁后轴处内侧面;13-后部横梁右吊耳处;14-后部横梁左吊耳处;15-后桥壳左吊耳处;16-后桥壳右吊耳处;17-右后主减振器处;18-左后主减振器处;19-左纵梁尾部吊耳处;20-右纵梁尾部上表面;21-左纵梁尾部上表面;22-右纵梁后部上表面;23-左纵梁后部上表面;24-右纵梁龙门架后部外侧面。

应变片的粘贴、连接

应变片的粘贴质量直接影响试验结果的准确性,为保证应变片粘贴牢固,先将测试部位进行除污,用砂轮机去除车架表面油漆直至露出钢材本体,再用240目的砂纸进行打磨,使粘贴位置具有合适的粗糙度,使用502胶水粘贴应变片,粘贴牢固后再用703硅胶涂在应变片处进行防尘防潮处理。

测试工况设定

动态应力应变测试分别在自卸车空载和重载条件下进行试验,测试不同运行工况下车架的动态应力情况。主要测试工况包括:加速行驶、匀速行驶、制动、左转弯、右转弯及凹凸环路面行驶等。

试验结果分析

自卸车按设定的工况进行实验,空载工况试验结果见表1,重载工况试验见表2,应力分布情况见图。

大吨位自卸车车架.png

大吨位自卸车车架1.png

由表1和表2可知,试验过程中整体最大动态应力在重载运行工况下的15号及16号点,其应力值分别达到了211.0MPa、221.7MPa,15号点与16号点为主减振器与后桥壳连接部位,承受较大的冲击力,故运行过程中产生的动态应变也相应较大。

对比空载工况和重载工况试验结果的应力分布情况,重载工况下车架的动态应力值明显高于空载工况,空载工况产生的动态应力值远低于车架钢材的许用应力,对车架疲劳寿命影响较小,因此,应重点分析重载工况下车架的动态应力情况。

对比不同工况下车架的动态应力值,凹凸环路面行驶时产生的动态应力较大,其他工况下动态应力值没有显著变化。因此,应重点分析自卸车在凹凸环路面运行产生的动态应力。其中16号测试点重载工况下的应力值水平较高,其最大应力出现在凹凸环路面行驶时。后续研究可对动态应力应变过大的部位在结构上进行优化,以避免因应力过于集中而影响车架的疲劳寿命。

总体来看,各测点的动态应力值均远小于钢材的许用应力,车架安全系数较高。

总结

1. JHDY-W无线动态应变仪可用于大吨位自卸车车架应力应变测试,能够满足自卸车车架动态应力测试的要求。

2. 结合某型110t矿用自卸车在运输工况下的受载特性,通过布置应力应变测试点,测试了自卸车在空载和重载两种工况下车架的动态应力应变情况,分析了测试结果,为车架结构优化提供参考依据。


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