香蕉型振动筛的动态性能及疲劳分析

发布时间：2017-10-30 12:29

  本文关键词：香蕉型振动筛的动态性能及疲劳分析

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【摘要】：振动筛作为一种常用的筛分设备,广泛使用于各种资源的开采筛选过程。其筛分方法根据不同行业部门的需求,已发展出多种不同运动轨迹的筛分机械。香蕉型振动筛作为直线振动筛的一种,具有能耗低、效率高、结构简单等特点,广泛用于矿山、煤炭、冶炼、建材等行业。随着经济的前进和科学力量的推进作用,振动筛分机械的相关性能得到许多研究者的探讨。这种探讨不仅对产品的种类划分要求更精细,对品质要求严格,也对产品的动态性能及可用年限上要求的标准更高。然而,振动筛的部件是很容易发生疲劳破坏的,这是因为它处于物料侵蚀及动应力循环载荷的共同作用,鉴于对振动筛疲劳问题的研究并不多,对其进行研究还是很有必要的。本课题以申克SLO2461型振动筛为研究对象,在了解振动筛的主要结构及工作原理的基础上,通过对筛体装配图进行分析,来获取振动筛相关尺寸,使用SolidWorks软件对零件进行实体建模,分析零件之间的配合关系,在尽量不产生干涉的情况下组成装配体,绘制出振动筛整体的三维模型。对得出的三维模型需进行适当的简化处理,这样可以在有限元分析过程中,兼顾分析的效率及结果的正确性,经过输入材料属性、定义约束方式、网格划分,得到其有限元模型,使用ANSYS软件进行模态分析,得出振动筛各阶固有频率及振型,用以防止因结构问题而发生共振,来证明结构的合理性。进行谐响应分析可得出振动筛的不同频率下的位移响应及工作频率下的应力响应,通过分析结果中的等效应力云图得出危险部位应力结果。通过对振动筛动力学参数的分析计算,得出振动筛的参振质量、弹簧刚度及系统阻尼,在此基础上建立起振动筛的动力学模型。依据已经建立起来的动力学模型及三维模型,用MATLAB软件得出其位移、速度、加速度曲线,同时得出其固有频率及主振型与模态分析的结果作为对照。依据振动筛的受力情况,使用ADAMS软件对振动筛零件间的配合重新约束,施加驱动力,振动筛进行运动仿真,获取载荷历程曲线,观察危险部位所受的载荷随时间的变化关系。根据材料特点绘制S-N曲线,结合振动筛的有限元应力响应结果、载荷历程曲线及危险部位材料S-N曲线,以特定的流程次序,使用DesignLife软件得出疲劳寿命分布云图。通过对香蕉型振动筛动态性能及疲劳寿命所做的相关分析,可以更好的指导生产实践,以便提高振动筛的使用寿命。
【关键词】：振动筛 模态分析 谐响应 疲劳分析
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH237.6
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 课题的研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 国外研究现状概述11-12
• 1.2.2 国内研究现状概述12-13
• 1.2.3 基于计算机技术的疲劳寿命研究动态13-14
• 1.3 本课题的主要内容14-16
• 2 香蕉型振动筛的疲劳分析理论16-22
• 2.1 疲劳概述16
• 2.2 疲劳分析理论16-20
• 2.2.1 疲劳类型16-17
• 2.2.2 疲劳寿命分析方法17-18
• 2.2.3 S-N曲线概述18-20
• 2.3 疲劳累积损伤理论20
• 2.4 香蕉型振动筛疲劳分析原理20-21
• 2.5 本章小结21-22
• 3 香蕉型振动筛的三维建模22-28
• 3.1 香蕉型振动筛的结构及工作原理22-24
• 3.1.1 香蕉型振动筛的主要结构22-23
• 3.1.2 香蕉型振动筛的工作原理23-24
• 3.2 香蕉型振动筛的三维建模24-26
• 3.2.1 建模尺寸处理24-26
• 3.2.2 结构处理26
• 3.3 振动筛整体三维模型的建立26-27
• 3.4 本章小结27-28
• 4 香蕉型振动筛的结构动力学分析28-38
• 4.1 香蕉型振动筛的模态分析28-33
• 4.1.1 模态分析理论基础28-29
• 4.1.2 振动筛有限元模型的建立29-30
• 4.1.3 振动筛模态分析结果30-33
• 4.2 香蕉型振动筛的谐响应分析33-37
• 4.2.1 谐响应分析理论基础33
• 4.2.2 谐响应分析设置及结果33-37
• 4.3 本章小结37-38
• 5 香蕉型振动筛的动力学模型分析38-54
• 5.1 香蕉型振动筛动力学参数的分析计算38-42
• 5.1.1 香蕉型振动筛振动质量的计算38-40
• 5.1.2 弹簧刚度的计算40-41
• 5.1.3 系统阻尼41-42
• 5.2 香蕉型振动筛动力学建模42-46
• 5.3 香蕉型振动筛仿真分析46-49
• 5.3.1 建立状态空间表达式46
• 5.3.2 进行仿真分析46-49
• 5.4 固有频率及主振型的计算49-52
• 5.5 本章小结52-54
• 6 香蕉型振动筛的疲劳分析54-62
• 6.1 载荷-时间历程曲线的获取54-57
• 6.2 材料的S-N曲线57-58
• 6.3 振动筛的疲劳分析58-61
• 6.4 本章小结61-62
• 7 总结与展望62-64
• 7.1 总结62-63
• 7.2 展望63-64
• 致谢64-66
• 参考文献66-70
• 附录：求解固有频率及主振型的MATLAB程序70-72
• 攻读学位期间获得的科研成果72-74

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本文编号：1117713