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申请/专利权人：华中科技大学
摘要：本发明公开了一种掘进机主轴承载荷谱获取方法及系统，属于地下工程装备领域，该方法利用结构应变信号对载荷工况变化响应更灵敏和采样频率更高等优势，通过载荷反求技术可以更加准确地捕捉掘进破岩过程中的瞬态冲击载荷工况，在此基础上编制的主轴承载荷谱能够更真实地反映掘进机实际施工过程中主轴承的载荷工况变化，为主轴承设计、优化及状态评估等提供更加准确的输入。
主权项：1.一种掘进机主轴承载荷谱获取方法，其特征在于，包括：S1，建立掘进机主驱动结构的有限元模型；将包括不同轴向力及倾覆力矩的组合工况分别输入至所述有限元模型，得到在各组合工况下所述有限元模型中各节点的应力值和应变值；S2，确定所述有限元模型在各组合工况下的应力敏感区域，并在各所述应力敏感区域内分别确定一个目标节点；其中，所述应力敏感区域中的各节点的应力值或应变值均大于应力阈值或应变阈值，且在额定工况下所述应力敏感区域中各节点的应力值均不超过材料的屈服强度；所述目标节点为非应力集中点，且所述目标节点的相邻预设区域中各节点之间的应力差值或应变差值均不大于应力差值阈值或应变差值阈值，且所述目标节点的总数量不低于载荷分量数量；S3，对各目标节点分别在各组合工况下的应变值与所述各组合工况对应的载荷进行拟合得到载荷响应矩阵K，以确定载荷计算公式；其中，所述载荷计算公式为：F=BC，B为载荷标定矩阵，B=KHK-1K，F为载荷矩阵，包括同一组合工况对应的轴向力及倾覆力矩，C为应变矩阵，包括各目标节点在所述同一组合工况下的应变值；S4，将掘进机主驱动结构上与各所述目标节点对应的点作为实测点，根据各实测点在各静推工况下的应力值及步骤S3得到的载荷计算公式计算各静推工况对应的载荷，并将其与根据各静推工况下各推进油缸的压力和行程数据计算得到的载荷进行对比，以对B进行修正得到B`；其中，不同静推工况下顶推刀盘的推进力不同；S5，采集所述掘进机掘进过程中各所述实测点的应变值，根据公式F=B`C确定所述掘进过程中的载荷并编制掘进机主轴承的载荷谱。
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