PGS355Q3型机架的有限元分析与优化设计

发布时间：2017-07-18 04:15

  本文关键词：PGS355Q3型机架的有限元分析与优化设计

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【摘要】：驱动装置在带式输送机中是关键设备,已经广泛应用于工业的各个领域,而机架又是驱动装置里不可分割的设备。机架在工作时机架会受到来自电动机、液力耦合器等设备激振力的影响,做受迫振动,特别是在驱动装置启动时振动更加的明显,有时甚至会超过安全范围,给驱动装置带来很大的隐患。为了增加驱动装置的强度和刚度,减小振幅,需要对机架进行静动力分析找到刚度不足的地方,对其进行结构优化,使振幅达到安全的范围之内。应用参数化语言建立了机架的有限元模型,在保证机架计算精度的同时,对机架进行简化处理,还应用约束方程处理了板和板的连接问题。对机架进行静力学分析,得出机架在静态时的最大位移没有超过工程要求的范围。对机架进行模态分析,分析出机架的振动过大不是共振引起的,而是在液力耦合器与机架连接处的刚度不足造成的,这样使机架的最大位移超过了实际工作要求的范围,还得到von Mises应力和最大位移节点随时间变化的曲线。在上述的基础之上,本文以频率、最大位移和最大应力为约束,重量最小为目标函数,建立优化模型,编写出相应的机架优化计算程序。对优化之后的数据进行圆整处理,又进行了瞬态动力学分析,验证了优化后的机架符合工作要求。优化后机架的最大位移比优化前减小50%,机架总重量减小了2%。
【关键词】：机架 有限元 静力学分析 动力学分析 优化设计
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH222
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 选题的目的、意义11-12
• 1.2 输送机及机架的强度和振动研究现状12-13
• 1.3 优化设计的研究现状13-15
• 1.4 研究内容15-16
• 1.5 本章小结16-17
• 第2章 驱动装置机架的有限元模型17-27
• 2.1 驱动装置机架整体结构17-18
• 2.2 有限元模型的建立18-26
• 2.2.1 单元的选择18
• 2.2.2 机架模型的建立18-21
• 2.2.3 模型的简化处理21-24
• 2.2.4 模型的离散化24-26
• 2.3 位移的约束条件26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 机架的静力学分析27-32
• 3.1 静力学的分析27-28
• 3.1.1 旋转偏心的力学模型27
• 3.1.2 载荷的处理27-28
• 3.2 静力学的结果28-31
• 3.2.1 机架结构的位移分析28-29
• 3.2.2 机架结构的应力分析29-31
• 3.3 本章小结31-32
• 第4章 机架的动力学分析32-54
• 4.1 机架的模态分析32-39
• 4.1.1 模态分析的理论32-33
• 4.1.2 模态分析的计算结果33-39
• 4.2 机架强迫振动分析39-52
• 4.2.1 瞬态动力学理论39
• 4.2.2 瞬态动力学分析39-52
• 4.2.3 总结52
• 4.3 机架的疲劳分析52-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第5章 机架的结构优化设计54-72
• 5.1 优化设计的概念54
• 5.2 优化设计的理论54-56
• 5.3 机架的优化设计56-65
• 5.3.1 优化设计的数学模型56-61
• 5.3.2 优化设计结果61-64
• 5.3.3 数据圆整64-65
• 5.4 优化后的机架的瞬态动力学计算结果65-71
• 5.4.1 位移计算结果65-68
• 5.4.2 应力计算结果68-71
• 5.5 本章小结71-72
• 结论72-73
• 参考文献73-77
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果77-78
• 致谢78-79

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 孟文俊;王鹰;;连续输送机械及其系统的现状和未来展望[A];物流工程三十年技术创新发展之道[C];2010年

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本文编号：556000