近年来,随着施工项目不断增加,挖掘机作为主要的工程施工机械,其作业效率高、应用范围广得到普遍使用,但其损坏也越来越引起用户重视。在诸多损坏案例中,疲劳破坏占绝大部分比例,为了研究斗杆的疲劳特性需要确定斗尖载荷时间历程,但是挖掘机作业条件恶劣、无法在斗尖安装传感器直接获得外载荷。本文通过测量动臂截面应力间接获得斗尖载荷,为研究斗杆疲劳寿命提供数据基础。本文的主要内容如下:(1)对挖掘机工作装置的运动关系做详细分析,建立了工作装置各铰点位置随动臂、斗杆、铲斗油缸的位移变化关系;继而在分析斗尖载荷情况的基础上,推导出斗尖载荷与各铰点载荷之间关系表达式;结合动臂结构特点,进一步建立通过斗尖载荷求解动臂截面应力的计算模型,为实测截面应力分析斗尖载荷奠定理论基础。(2)结合测试原理与动臂结构特点,研究了基于动臂截面应力的斗杆载荷测试方法,选择合适的应力测试截面,制定合适的截面应力测试方案,并进行室内斗尖加载实验,对测试方案进行验证。(3)对实测应力数据进行反推计算,得到斗尖载荷时间历程,进一步地确定斗杆载荷时间历程;并对相应的载荷时间历程进行分段处理并对其进行雨流统计计数,最后编制斗杆载荷谱。(4)考虑实测数据量大,通过VB编程实现工作装置力学分析系统的程序开发,该系统具有工作装置运动分析、铰点力分析、动臂截面应力分析及斗尖载荷计算等功能,从而可方便快捷地对实测数据进行批量计算。经过本文对斗杆载荷时间历程测取方法的研究,开发了工作装置力学分析系统,实现实测数据的处理、程序计算与仿真,斗杆载荷谱编制。研究成果能够快速高效的得到斗杆载荷谱,为进行相应的斗杆疲劳寿命预测提供便利。