基于PSD方法的阀门反馈杆随机振动疲劳寿命研究

发布时间：2021-07-12 09:25

　　首先利用测振设备测量阀门反馈杆现场振动数据,并通过后处理软件得到反馈杆处的加速度功率谱（PSD）,在ANSYS中对反馈杆约束位置施加基础激励,利用模态叠加法对反馈杆进行随机振动分析,得到反馈杆的1σ应力分布。然后利用高斯三区间法和Miner线性累计损伤准则,对反馈杆结构进行疲劳寿命分析,并与现场反馈杆实际寿命进行对比,结果表明,仿真计算结果与反馈杆实际寿命误差较小。 

【文章来源】：化工设备与管道. 2020,57(03)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

反馈杆断裂图

上文已介绍随机振动过程功率谱密度的求解方法和基于高斯三区间法的疲劳寿命计算，利用ANSYS软件对反馈杆结构进行PSD分析的流程如图2所示。采用有限元软件ANSYS Mechanical APDL 14.5建立反馈杆模型如图3所示，建模采用实体单元Solid186，单元最小尺寸2 mm，共划分26 813个节点和17 388个单元。在约束设置方面，与联轴器连接位置由于模拟螺纹连接难度较大，这里做简化处理，模型省略了联轴器内的螺杆，约束主杆面内的螺杆面积节点的自由度，并在此处施加PSD激励；另一侧螺杆通过一个竖直杆连接反馈杆与万向节，因此在竖直方向上，反馈杆无法产生位移，但其他方向无约束，因此约束此处螺杆竖直方向自由度。

进行模态分析是随机振动分析的前提，其目的是为了求得PSD载荷谱所覆盖的频带内每一阶的固有频率及振型，进而计算反馈杆结构的频率反应函数，即转换函数。对于本文中的反馈杆结构，计算其前三阶固有频率及其三个方向上的参与质量如表2所示。由表2可见，第三阶固有频率已达3 450.57 Hz，已超过激励频率2 046 Hz，且前三阶固有频率的参与质量在X,Y,Z三个方向上均已超90%，这表明采用前三阶模态进行响应分析是足够的。4.2 加速度功率谱

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3279647