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国内刊号：11-2402/TD
国际刊号：0253-2336
发布日期:
作者：史志远, 沈刚, 陈翀, 温来玉,
关键词：露天开采, 矿用电铲, 刚柔耦合仿真, 强度退化, 疲劳可靠性,
为了减少露天矿用电铲作业过程中随机载荷导致的斗杆断裂现象，提出一种矿用电铲斗杆动态可靠性仿真分析方法。基于矿用电铲实际尺寸参数构建其挖掘和提升部件三维模型，结合其机械系统和电气系统耦合作用，建立工作装置ADAMS-Matlab/Simulink机电仿真模型，获得不同工况下斗杆危险点应力曲线；通过雨流计数法统计应力数据，获取应力幅值、均值和峰值的分布特征，经应力修正得到多级载荷特征参数；采用Schaff非线性理论建立多级载荷作用下矿用电铲斗杆的剩余强度模型，结合全域应力−寿命曲线，得到矿用电铲斗杆的强度退化规律；基于应力−强度干涉理论建立矿用电铲斗杆弯曲疲劳失效极限状态函数，建立矿用电铲斗杆动态可靠性模型，采用主动学习Kriging和Monte Carlo模拟法结合的方法（AK-MCS）计算得到强度退化过程下斗杆的时变疲劳可靠度，提出斗杆的阶段性维护策略。仿真分析发现，不同工况下弯曲疲劳可靠度衰减速度变化趋势一致，均是先慢后快，但受剩余强度衰减速度影响，100%满斗率工况下斗杆弯曲疲劳可靠度衰减时间更早、衰减速度更快，斗杆发生疲劳失效时间提前。结果表明：矿用电铲斗杆动态疲劳可靠性仿真分析方法可以得到复杂工况下矿用电铲斗杆的危险点应力特征和时变疲劳可靠度，为矿用电铲斗杆的可靠性设计与维护提供依据。
来源：2025年第8期
《煤炭科学技术》期刊编辑部
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