挖掘机是土方施工工程中经常使用的主要机种之一,在国家基础设施建设中起着十分重要的作用。挖掘机工作载荷复杂多变,工作装置作为其主要受力部件,在交变载荷长期作用下,极易产生疲劳损伤,影响正常使用。由于国内缺乏工作装置及各部件载荷谱数据,制约了对其疲劳寿命的研究。因此,开展对工作装置及各部件载荷谱的获取方法及疲劳寿命的研究,对指导挖掘机设计,提高其性能及使用寿命具有重要意义。本文以徐工XE215G型挖掘机为研究对象,展开的研究内容如下:在对挖掘机工作装置结构特点和受力分析的基础上,利用ANSYS软件建立工作装置及各部件参数化有限元模型,并结合Visual Basic实现了对有限元模型工况、载荷的快速调整和控制,有效地提高了仿真效率,为验证测取载荷谱试验方案的可靠性创造了条件。根据“角点法”并结合动臂结构特点确定测点位置,同时,对测试系统的组成、测试原理、传感器型号的选择及安装方法进行详细介绍。之后,对不同工况、不同载荷下动臂截面角点处的实测应力值和仿真应力结果进行误差比较。结果表明:动臂截面角点处所有实测应力值和仿真应力结果二者相对误差几乎均在允许范围之内,确保了载荷谱数据的准确性和可靠性。经过对大量实测数据的整理和分析,从中提取出挖掘机挖掘阶段的数据,并根据这些数据求得动臂与斗杆油缸铰点D及动臂与斗杆铰点F载荷时间历程。将动臂载荷时间历程、有限元分析结果和材料S-N曲线加载到nCode疲劳分析软件,对其进行疲劳寿命估算,并给出分析结果。本文提出的有关挖掘机工作装置及各部件参数化建模的方法、测点选择及模型验证方法,在一定程度上弥补了国内对挖掘机载荷谱研究方法的不足,并且对开展其它工程机械产品载荷谱的研究具有一定参考价值。