内扣式专用吊具传动系统的可靠性分析
发布时间：2020-12-17 20:17
随着核技术的发展,其在军事、科研、核电等领域都有了广泛的研究及应用,而核废料的安全处理也随之成为各国亟待解决的问题。目前,各国大多采用固化处理方式对核废料进行处理,即将核废料就近固化存储,然后将其转运至永久处理厂进行永久储藏。由于核废料的放射性危害,传统的人工近距离操作固化桶吊装过程必将会对操作人员造成严重的辐射危害。所以,为了能够最大限度的减少核废料对操作人员的辐射伤害,一套可以进行远程控制可自主作业的核废料固化桶专用吊具必不可少。鉴于以上背景,本文根据目前我国固化桶实际结构,设计了一种内扣式专用吊具。以内扣式专用吊具为研究对象,对其自纠偏调心功能进行了仿真分析,并就其传动系统进行了动力学特性分析以及可靠性评估,其主要工作如下:1.根据核废料固化桶的自身结构,设计了一套三卡爪同步旋转伸缩且可实现自动纠偏调心功能的内扣式专用吊具。并基于ADAMS软件对其自动纠偏调心能力进行了动力学仿真,讨论了卡爪在纠偏过程中的受力情况。2.研究了三相感应电机的负载输出特性,并在考虑系统外部激励、啮合刚度及误差激励的基础上,采用集中质量法建立了内扣式专用吊具的传动系统的弹性动力学模型。得到了齿轮传动系统...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 核废料固化桶起重设备的发展状况
1.3 国内外齿轮传动系统可靠性研究现状
1.3.1 国内齿轮传动系统可靠性研究现状
1.3.2 国外齿轮传动系统可靠性研究现状
1.4 齿轮系统动力学研究现状
1.5 本文研究内容
第2章 基于ADAMS的吊具调心仿真分析
2.1 引言
2.2 固化桶的结构形式
2.3 吊具的基本结构形式
2.4 吊具的自调心纠偏功能设计
2.4.1 吊具的偏心状态
2.4.2 吊具的自动调心纠偏设计
2.5 吊具自动调心纠偏功能动力学仿真
2.5.1 ADAMS软件介绍
2.5.2 三维模型的建立
2.5.3 定义运动副
2.5.4 添加驱动
2.5.5 仿真分析
2.6 本章小结
第3章 内扣式专用吊具传动系统的动力学分析
3.1 引言
3.2 系统物理模型
3.3 系统的动力学模型
3.3.1 各构件相互作用的弹性变形
3.3.2 系统动力学微分方程
3.4 系统内部激励的数学描述
3.4.1 刚度激励
3.4.2 误差激励
3.4.3 齿轮副间的阻尼
3.5 外部激励
3.5.1 负载外部激励
3.5.2 原动机的输入力矩激励
3.6 振动模态分析
3.6.1 固有频率和主振型
3.6.2 主振型的正则化
3.7 动力学方程中其他参数的确定
3.7.1 转动惯量与质量的计算
3.7.2 传动轴的扭转刚度
3.8 齿轮传动系统的动力学分析
3.9 本章小结
第4章 内扣式专用吊具传动系统的可靠性
4.1 引言
4.2 传动系统的可靠性分析
4.2.1 传动系统功能框图建立
4.2.2 系统的失效模式分析（FMEA）
4.3 系统零件可靠度计算模型
4.3.1 应力-强度干涉模型
4.3.2 对数正态分布时的可靠度计算
4.4 齿轮的可靠性评估模型
4.4.1 齿轮接触疲劳强度可靠性评估模型
4.4.2 齿轮弯曲疲劳强度可靠性评估模型
4.5 滚动轴承的可靠性模型
4.6 系统可靠性评估模型
4.6.1 串联系统的可靠度模型
4.6.2 并联系统的可靠度计算模型
4.6.3 表决系统的可靠性
4.6.4 能力相关的机械系统可靠性
4.7 内扣式专用吊具系统可靠性评估模型
4.8 可靠度计算与评估
4.9 本章小结
第5章 基于ANSYS的卡爪和轴可靠性分析
5.1 引言
5.2 吊具结构模型
5.3 可靠性分析理论
5.4 蒙特卡罗法
5.5 基于ANSYS/PDS的卡爪与轴的可靠性分析
5.5.1 ANSYS/PDS理论
5.5.2 创建分析文件
5.5.3 进入PDS模块,定义概率设计模型
5.5.4 可靠性计算与分析
5.5.5 可靠性分析结果
5.6 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑多间隙的齿轮柔性转子耦合系统非线性动力学分析[J]. 崔立,宋晓光,郑建荣. 振动与冲击. 2013(08)
[2]汽车起重机的故障分析及处理方法[J]. 娄晓冬. 装备制造技术. 2012(02)
[3]风力发电机传动系统随机风速下的载荷特性研究[J]. 杨军,秦大同,陈会涛,周志刚. 中国机械工程. 2011(15)
[4]间隙对含摩擦和时变刚度的齿轮系统动力学响应的影响[J]. 陈思雨,唐进元. 机械工程学报. 2009(08)
[5]兆瓦级风力机齿轮传动系统动力学分析与优化[J]. 秦大同,古西国,王建宏,刘建国. 重庆大学学报. 2009(04)
[6]基于动力学和可靠性的风力发电齿轮传动系统参数优化设计[J]. 秦大同,邢子坤,王建宏. 机械工程学报. 2008(07)
[7]考虑失效相关的k/n系统动态可靠性模型[J]. 王正,谢里阳. 机械工程学报. 2008(06)
[8]随机载荷作用下的零件动态可靠性模型[J]. 王正,谢里阳,李兵. 机械工程学报. 2007(12)
[9]某型坦克齿轮接触疲劳强度可靠性的Monte Carlo数值模拟[J]. 李永东,张男,张丙喜,贾斌. 机械强度. 2006(01)
[10]应力—强度干涉模型在系统失效概率分析中的应用及相关问题[J]. 谢里阳,李翠玲. 机械强度. 2005(04)
博士论文
[1]误差齿廓齿轮系统动力学特性研究及疲劳可靠性分析[D]. 王奇斌.东北大学 2015
[2]基于动力学的盾构机行星传动系统的可靠性研究[D]. 赵勇.重庆大学 2011
硕士论文
[1]一种新型港口轮胎吊吊具自动控制系统[D]. 王英泽.山东大学 2017
[2]核废料固化桶转运起重机系统无人化的研究与设计[D]. 程梦子.西南交通大学 2016
[3]核废料固化控制系统开发及故障分析[D]. 沈振冬.大连理工大学 2015
[4]我国核废料管理的困境与对策研究[D]. 张丽华.东华理工大学 2013
[5]兆瓦级风力发电机齿轮传动系统在变风载下的动力学特性研究[D]. 田苗苗.重庆大学 2010
[6]以FMECA为中心的柴油机可靠性研究[D]. 张晗亮.电子科技大学 2009
[7]基于动力学的风力发电机齿轮传动系统可靠性评估及参数优化设计[D]. 邢子坤.重庆大学 2007
[8]核废料吊运系统自动化研究[D]. 刘少有.哈尔滨工程大学 2006
[9]结构动力可靠性研究[D]. 刘旭华.哈尔滨工程大学 2006
[10]复杂机械系统可靠性理论研究与应用[D]. 喻天翔.西安理工大学 2003
本文编号：2922641
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 核废料固化桶起重设备的发展状况
1.3 国内外齿轮传动系统可靠性研究现状
1.3.1 国内齿轮传动系统可靠性研究现状
1.3.2 国外齿轮传动系统可靠性研究现状
1.4 齿轮系统动力学研究现状
1.5 本文研究内容
第2章 基于ADAMS的吊具调心仿真分析
2.1 引言
2.2 固化桶的结构形式
2.3 吊具的基本结构形式
2.4 吊具的自调心纠偏功能设计
2.4.1 吊具的偏心状态
2.4.2 吊具的自动调心纠偏设计
2.5 吊具自动调心纠偏功能动力学仿真
2.5.1 ADAMS软件介绍
2.5.2 三维模型的建立
2.5.3 定义运动副
2.5.4 添加驱动
2.5.5 仿真分析
2.6 本章小结
第3章 内扣式专用吊具传动系统的动力学分析
3.1 引言
3.2 系统物理模型
3.3 系统的动力学模型
3.3.1 各构件相互作用的弹性变形
3.3.2 系统动力学微分方程
3.4 系统内部激励的数学描述
3.4.1 刚度激励
3.4.2 误差激励
3.4.3 齿轮副间的阻尼
3.5 外部激励
3.5.1 负载外部激励
3.5.2 原动机的输入力矩激励
3.6 振动模态分析
3.6.1 固有频率和主振型
3.6.2 主振型的正则化
3.7 动力学方程中其他参数的确定
3.7.1 转动惯量与质量的计算
3.7.2 传动轴的扭转刚度
3.8 齿轮传动系统的动力学分析
3.9 本章小结
第4章 内扣式专用吊具传动系统的可靠性
4.1 引言
4.2 传动系统的可靠性分析
4.2.1 传动系统功能框图建立
4.2.2 系统的失效模式分析（FMEA）
4.3 系统零件可靠度计算模型
4.3.1 应力-强度干涉模型
4.3.2 对数正态分布时的可靠度计算
4.4 齿轮的可靠性评估模型
4.4.1 齿轮接触疲劳强度可靠性评估模型
4.4.2 齿轮弯曲疲劳强度可靠性评估模型
4.5 滚动轴承的可靠性模型
4.6 系统可靠性评估模型
4.6.1 串联系统的可靠度模型
4.6.2 并联系统的可靠度计算模型
4.6.3 表决系统的可靠性
4.6.4 能力相关的机械系统可靠性
4.7 内扣式专用吊具系统可靠性评估模型
4.8 可靠度计算与评估
4.9 本章小结
第5章 基于ANSYS的卡爪和轴可靠性分析
5.1 引言
5.2 吊具结构模型
5.3 可靠性分析理论
5.4 蒙特卡罗法
5.5 基于ANSYS/PDS的卡爪与轴的可靠性分析
5.5.1 ANSYS/PDS理论
5.5.2 创建分析文件
5.5.3 进入PDS模块,定义概率设计模型
5.5.4 可靠性计算与分析
5.5.5 可靠性分析结果
5.6 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑多间隙的齿轮柔性转子耦合系统非线性动力学分析[J]. 崔立,宋晓光,郑建荣. 振动与冲击. 2013(08)
[2]汽车起重机的故障分析及处理方法[J]. 娄晓冬. 装备制造技术. 2012(02)
[3]风力发电机传动系统随机风速下的载荷特性研究[J]. 杨军,秦大同,陈会涛,周志刚. 中国机械工程. 2011(15)
[4]间隙对含摩擦和时变刚度的齿轮系统动力学响应的影响[J]. 陈思雨,唐进元. 机械工程学报. 2009(08)
[5]兆瓦级风力机齿轮传动系统动力学分析与优化[J]. 秦大同,古西国,王建宏,刘建国. 重庆大学学报. 2009(04)
[6]基于动力学和可靠性的风力发电齿轮传动系统参数优化设计[J]. 秦大同,邢子坤,王建宏. 机械工程学报. 2008(07)
[7]考虑失效相关的k/n系统动态可靠性模型[J]. 王正,谢里阳. 机械工程学报. 2008(06)
[8]随机载荷作用下的零件动态可靠性模型[J]. 王正,谢里阳,李兵. 机械工程学报. 2007(12)
[9]某型坦克齿轮接触疲劳强度可靠性的Monte Carlo数值模拟[J]. 李永东,张男,张丙喜,贾斌. 机械强度. 2006(01)
[10]应力—强度干涉模型在系统失效概率分析中的应用及相关问题[J]. 谢里阳,李翠玲. 机械强度. 2005(04)
博士论文
[1]误差齿廓齿轮系统动力学特性研究及疲劳可靠性分析[D]. 王奇斌.东北大学 2015
[2]基于动力学的盾构机行星传动系统的可靠性研究[D]. 赵勇.重庆大学 2011
硕士论文
[1]一种新型港口轮胎吊吊具自动控制系统[D]. 王英泽.山东大学 2017
[2]核废料固化桶转运起重机系统无人化的研究与设计[D]. 程梦子.西南交通大学 2016
[3]核废料固化控制系统开发及故障分析[D]. 沈振冬.大连理工大学 2015
[4]我国核废料管理的困境与对策研究[D]. 张丽华.东华理工大学 2013
[5]兆瓦级风力发电机齿轮传动系统在变风载下的动力学特性研究[D]. 田苗苗.重庆大学 2010
[6]以FMECA为中心的柴油机可靠性研究[D]. 张晗亮.电子科技大学 2009
[7]基于动力学的风力发电机齿轮传动系统可靠性评估及参数优化设计[D]. 邢子坤.重庆大学 2007
[8]核废料吊运系统自动化研究[D]. 刘少有.哈尔滨工程大学 2006
[9]结构动力可靠性研究[D]. 刘旭华.哈尔滨工程大学 2006
[10]复杂机械系统可靠性理论研究与应用[D]. 喻天翔.西安理工大学 2003
本文编号：2922641
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