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大噸位自卸車作為露天礦山的主要運輸工具，因其載重大，運輸效率高而被廣泛用于露天礦山上。大噸位自卸車在礦山非鋪裝路面運行，工作環(huán)境惡劣，車架承受較大的沖擊載荷，長期使用容易出現(xiàn)車架開裂現(xiàn)象。

本文針對某型載重110t的大噸位礦用自卸車運輸過程中的受載特性，采用無線動態(tài)應(yīng)變儀對自卸車車架進行應(yīng)力應(yīng)變測試。結(jié)合自卸車車架的仿真分析結(jié)果及以往車架開裂的故障位置，選取車架關(guān)鍵受力部位，布置了24個測試點，測試不同工況下車架各測試點的動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變情況，并對測試結(jié)果加以分析。

測試系統(tǒng)

本次測試采用電阻應(yīng)變法，儀器選用聚航科技生產(chǎn)的JHDY-W無線動態(tài)應(yīng)變儀，體積小巧，使用時間長，設(shè)備全軟件式操作，實時保存測量數(shù)據(jù)，并自動生成報告，具有高精度、高采樣頻率的特點，能夠滿足自卸車車架動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測試的要求。

測試點的選擇

本次自卸車車架動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測試共選取24個測試點，測試點編號1-24，測試點根據(jù)自卸車的結(jié)構(gòu)型式一般對稱選取，沿車架軸向，對稱編號。其中5與6號點對稱，9與10號點對稱，11與12號點對稱，15號點是后橋殼吊耳左上點，16號點是后橋殼吊耳右上點。具體位置描述如下：1-右縱梁前端外側(cè)面；2-左縱梁前端外側(cè)面；3-右縱梁前端下表面；4-左縱梁前段下表面；5-右縱梁龍門架處外側(cè)面；6-左縱梁龍門架處外側(cè)面；7-左縱梁龍門架后部外側(cè)面；8-左縱梁后軸處外側(cè)面；9-右縱梁后軸處下表面；10-左縱梁后軸處下表面；11-左縱梁后軸處內(nèi)側(cè)面；12-右縱梁后軸處內(nèi)側(cè)面；13-后部橫梁右吊耳處；14-后部橫梁左吊耳處；15-后橋殼左吊耳處；16-后橋殼右吊耳處；17-右后主減振器處；18-左后主減振器處；19-左縱梁尾部吊耳處；20-右縱梁尾部上表面；21-左縱梁尾部上表面；22-右縱梁后部上表面；23-左縱梁后部上表面；24-右縱梁龍門架后部外側(cè)面。

應(yīng)變片的粘貼、連接

應(yīng)變片的粘貼質(zhì)量直接影響試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，為保證應(yīng)變片粘貼牢固，先將測試部位進行除污，用砂輪機去除車架表面油漆直至露出鋼材本體，再用240目的砂紙進行打磨，使粘貼位置具有合適的粗糙度，使用502膠水粘貼應(yīng)變片，粘貼牢固后再用703硅膠涂在應(yīng)變片處進行防塵防潮處理。

測試工況設(shè)定

動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測試分別在自卸車空載和重載條件下進行試驗，測試不同運行工況下車架的動態(tài)應(yīng)力情況。主要測試工況包括：加速行駛、勻速行駛、制動、左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎及凹凸環(huán)路面行駛等。

試驗結(jié)果分析

自卸車按設(shè)定的工況進行實驗，空載工況試驗結(jié)果見表1，重載工況試驗見表2，應(yīng)力分布情況見圖。

由表1和表2可知，試驗過程中整體*大動態(tài)應(yīng)力在重載運行工況下的15號及16號點，其應(yīng)力值分別達到了211.0MPa、221.7MPa，15號點與16號點為主減振器與后橋殼連接部位，承受較大的沖擊力，故運行過程中產(chǎn)生的動態(tài)應(yīng)變也相應(yīng)較大。

對比空載工況和重載工況試驗結(jié)果的應(yīng)力分布情況，重載工況下車架的動態(tài)應(yīng)力值明顯高于空載工況，空載工況產(chǎn)生的動態(tài)應(yīng)力值遠低于車架鋼材的許用應(yīng)力，對車架疲勞壽命影響較小，因此，應(yīng)重點分析重載工況下車架的動態(tài)應(yīng)力情況。

對比不同工況下車架的動態(tài)應(yīng)力值，凹凸環(huán)路面行駛時產(chǎn)生的動態(tài)應(yīng)力較大，其他工況下動態(tài)應(yīng)力值沒有顯著變化。因此，應(yīng)重點分析自卸車在凹凸環(huán)路面運行產(chǎn)生的動態(tài)應(yīng)力。其中16號測試點重載工況下的應(yīng)力值水平較高，其*大應(yīng)力出現(xiàn)在凹凸環(huán)路面行駛時。后續(xù)研究可對動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變過大的部位在結(jié)構(gòu)上進行優(yōu)化，以避免因應(yīng)力過于集中而影響車架的疲勞壽命。

總體來看，各測點的動態(tài)應(yīng)力值均遠小于鋼材的許用應(yīng)力，車架安全系數(shù)較高。

總結(jié)

1. JHDY-W無線動態(tài)應(yīng)變儀可用于大噸位自卸車車架應(yīng)力應(yīng)變測試，能夠滿足自卸車車架動態(tài)應(yīng)力測試的要求。

結(jié)合某型110t礦用自卸車在運輸工況下的受載特性，通過布置應(yīng)力應(yīng)變測試點，測試了自卸車在空載和重載兩種工況下車架的動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變情況，分析了測試結(jié)果，為車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供參考依據(jù)。