惯性振动落砂机的静动态特性分析及改进设计

发布时间：2017-03-24 07:12

  本文关键词：惯性振动落砂机的静动态特性分析及改进设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：惯性振动落砂机属于惯性往复振动机械的一种应用,其主要作用是通过振动作用将铸造用型砂破粹、分离。由于铸件及型砂质量较大,在实际使用过程中,对落砂机会产生较大的冲击和碰撞,落砂机内部结构较薄弱的部位会出现疲劳破坏。因此,对惯性振动落砂机的结构强度及振动情况的研究有很重要的意义。本论文运用三维建模软件PRO/E对实际使用中的惯性振动落砂机进行实体建模,并运用有限元分析软件ANSYS对建立的落砂机实体模型进行了静力学和动力学分析,得到了落砂机在施加激振力载荷后的变形情况和受应力状态,找出了结构强度薄弱部位；并且通过多刚体动力学仿真软件ADMAS进行了落砂机的运动学分析,得到了激振力、弹簧刚度及偏心块回转速度对振动情况的影响。具体如下：1、静力学分析时,落砂机在受到电机向上和向下瞬时最大激振力时,最大应力均出现在电机连接凸台与落砂机拉力管连接侧板,平均应力在30到40MPa,远小于落砂机材料的屈服极限,落砂机的结构强度符合设计要求。并且对落砂机结构轻量化设计后,落砂机重量减轻15.6%,同时机械性能符合设计要求。2、落砂机自由模态的第1阶模态频率为38Hz,整机模态固有频率较高,设计较为保守,并且机体侧板相对较为薄弱,在高频率振动下容易导致扭曲变形；施加弹簧约束后,落砂机在第4阶模态(22Hz)时达到最优模态振型,为整机沿垂直方向(Z向)作上下振动。3、根据谐响应分析,在选用落砂机工作频率时应避免低频和高频的范围,选用22Hz的工作频率,节点响应幅值为1.2mm,既能达到落砂机的最佳振动状态,也不会产生较大的响应幅值,可以避免落砂机的扭曲变形和有害共振,从而延长落砂机使用寿命。4、通过对落砂机振动系统的运动学分析,落砂机振动系统的振动位移、速度和加速度均随激振力及偏心块的回转速度增加而增大,随着弹簧刚度的增加而减小；并且偏心块的回转速度对振动系统的振动幅值影响较大；低回转速度下,弹簧刚度对振动系统影响不明显,但是较大的弹簧刚度能使振动系统更快趋于稳定。
【关键词】：振动落砂机 静力学分析 动力学分析 运动学分析
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG234
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 选题背景及目的10
• 1.2 落砂机分类及工作原理10-12
• 1.2.1 落砂机分类10-11
• 1.2.2 振动落砂机工作原理11-12
• 1.3 国内外研究与发展近况12-14
• 1.4 课题研究内容及分析方法14-16
• 1.4.1 课题研究内容14-15
• 1.4.2 课题研究分析方法15-16
• 2 惯性振动落砂机静态特性分析16-26
• 2.1 落砂机三维模型建立16-18
• 2.1.1 Pro/E软件介绍16
• 2.1.2 落砂机三维模型建立16-18
• 2.2 落砂机有限元模型建立18-21
• 2.2.1 ANSYS软件介绍18-19
• 2.2.2 有限元模型建立及参数定义19-21
• 2.3 惯性振动落砂机静力学分析21-25
• 2.3.1 振动落砂机受力分析22
• 2.3.2 振动落砂机静力分析22
• 2.3.3 振动落砂机静力分析结果22-25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 惯性振动落砂机动态特性分析26-46
• 3.1 落砂机动力学有限元分析理论26-28
• 3.2 动力学模态分析理论28-29
• 3.3 惯性振动落砂机模态分析29-38
• 3.3.1 自由模态分析29-34
• 3.3.2 施加约束载荷下的模态34-38
• 3.4 惯性振动落砂机谐响应分析38-41
• 3.5 惯性振动落砂机结构设计改进研究41-45
• 3.5.1 结构优化设计概述41-42
• 3.5.2 落砂机结构改进分析42-45
• 3.6 本章小结45-46
• 4 惯性振动落砂机运动学分析46-56
• 4.1 惯性振动落砂机力学模型46-47
• 4.2 基于ADAMS惯性振动落砂机运动学分析47-55
• 4.2.1 多刚体动力学仿真分析软件ADAMS介绍47-48
• 4.2.2 惯性振动落砂机运动系统模型建立48-51
• 4.2.3 惯性振动落砂机系统运动学仿真分析51-55
• 4.3 本章小结55-56
• 5 总结与展望56-58
• 5.1 总结56-57
• 5.2 展望57-58
• 参考文献58-60
• 致谢60-61

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  本文关键词：惯性振动落砂机的静动态特性分析及改进设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：265255