强振动环境对液压胶管寿命的影响

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2016.07.003

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2016, Vol. 44 ›› Issue (7): 15-21.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2016.07.003

强振动环境对液压胶管寿命的影响

杨忠炯^1,2 高雨² 周立强^1,2 王卉²

1．中南大学高性能复杂制造国家重点实验室，湖南长沙 410083;2．中南大学机电工程学院，湖南长沙 410083

收稿日期:2015-11-16 修回日期:2016-03-10 出版日期:2016-07-25 发布日期:2016-06-05
通信作者: 杨忠炯(1964-)，男，博士，教授，主要从事液压流体机械研究． E-mail:yzj7072@126.com
作者简介:杨忠炯(1964-)，男，博士，教授，主要从事液压流体机械研究．
基金资助:
国家重点基础研究发展计划(973 计划)项目(2013CB035404)

A Probe into Life of Hydraulic Ｒubber Hose in Strong Vibration Environment

YANG Zhong-jiong^1,2 GAO Yu² ZHOU Li-qiang^1,2 WANG Hui²

1.State Key Laboratory of High Performance and Complex Manufacturing,Central South University,Changsha 410083,Hunan,China; 2.College of Mechanical and Electrical Engineering,Central South University,Changsha 410083,Hunan,China

Received:2015-11-16 Revised:2016-03-10 Online:2016-07-25 Published:2016-06-05
Contact: 杨忠炯(1964-)，男，博士，教授，主要从事液压流体机械研究． E-mail:yzj7072@126.com
About author:杨忠炯(1964-)，男，博士，教授，主要从事液压流体机械研究．
Supported by:
Supported by the National Program on Key Basic Research Project of China(973 Program)(2013CB035404)

摘要/Abstract

摘要： 硬岩掘进机在切削岩石过程中产生振动载荷，液压胶管在振动载荷和内压共同作用下承受交变应力，当交变应力超过疲劳极限时，将发生疲劳破坏．文中基于复合材料力学、材料力学原理建立了液压胶管的数学模型;通过仿真和实验分析了振动参数、油压和胶管结构参数对液压胶管寿命的影响．结果表明:振动载荷激振频率接近胶管固有频率时，液压胶管的寿命最低;随着振动载荷振幅的增加，胶管寿命不断下降;中低压情况下，油压的变化对最外层钢丝的应力影响不大;液压胶管弯曲半径越大，所受应力越小．

关键词: 液压胶管, 振动载荷, 激振频率, 振幅, 最大主应力, 疲劳寿命

Abstract: In the process of rock cutting using hard-rock tunnel boring machines,vibration loads may occur,and alternating stress may load on hydraulic rubber hose under the action of vibration load and internal pressure.When the alternating stress exceeds the fatigue limit,fatigue damage may occur.In this paper,on the basis of composite material mechanics and materials mechanics,a mathematical model of hydraulic rubber hose is established.Then,the effects of vibration parameters,oil pressure and hose structure parameters on the life of hose are analyzed through simulation and experiments.The results show that (1) when the excitation frequency of vibration load is close to hose's natural frequency,the hose life reaches the minimum; (2) with the increase of vibration load ampli- tude,the life of rubber hose decreases; (3) at a middle-lower pressure,the change of oil pressure has little effect on the stress loaded on steel wire; and (4) bigger bending radius of hose may result in lower stress.

Key words: hydraulic rubber hose, vibration load, excitation frequency, amplitude, maximum principal stress, fa- tigue life

中图分类号:

TH137.52+1

杨忠炯高雨周立强王卉. 强振动环境对液压胶管寿命的影响[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(7): 15-21.

YANG Zhong-jiong GAO Yu ZHOU Li-qiang WANG Hui . A Probe into Life of Hydraulic Ｒubber Hose in Strong Vibration Environment[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2016, 44(7): 15-21.

[1]	曹蕾蕾, 王留涛, 王严, 等. 基于等效结构应力法的挖掘机工作装置疲劳寿命评估[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2022, 50(8): 62-70.
[2]	王进潇, 李思达, 程斌, 等. FRP胶栓混接节点疲劳性能试验研究[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2022, 50(11): 95-106.
[3]	曹蕾蕾, 郭城臣, 王严, 等. 基于实测数据的挖掘机工作装置疲劳寿命评估[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2021, 49(8): 122-128,139.
[4]	马如进徐世桥王达磊陈艾荣. 基于大数据的大跨悬索桥钢箱梁疲劳寿命分析[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(6): 66-73.
[5]	赵而年瞿伟廉周强. 基于临界面损伤参量的金属材料多轴疲劳寿命预测[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(2): 130-136,152.
[6]	贺志勇王野阳初. 模数式桥梁伸缩缝疲劳寿命的分析[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(4): 91-100.
[7]	陆念力詹伟刚. 基于等效初始缺陷尺寸和功率谱法的起重机疲劳寿命预测[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2014, 42(4): 118-123,130.
[8]	吴志勇张肖宁游宏苑苗苗万成. 基于应变控制的沥青混合料疲劳寿命预测[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2014, 42(2): 139-144.
[9]	魏仲华龙鹏薛家祥 . 正弦波脉冲MIG 焊铝的正弦振幅参数调控[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2012, 40(5): 7-12.
[10]	张宪民汪启亮. 柔顺机构疲劳可靠性及损伤识别研究进[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2012, 40(10): 190-197.
[11]	赵晓强瞿金平王权. 液压脉振注射成型过程能耗分析[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2010, 38(2): 39-43.
[12]	黄晓明张久鹏刘伟民 . 用粘弹性理论预测沥青混合料的劈裂疲劳寿命[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2008, 36(6): 56-61.
[13]	刘宇张肖宁王端宜 . 沥青混合料裂纹扩展阶段的疲劳寿命预测[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2008, 36(2): 41-47.
[14]	何和智王暖闫卫斌秦雪奎. 振动力场作用下PP/CaCO₃ 共混物的力学性能[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2007, 35(8): 75-79.
[15]	牛鹏志黄培彦姚国文杨怡赵琛. CFL 增强RC 梁的疲劳累积损伤模型[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2007, 35(2): 23-26.

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