面向再制造截齿的有限元分析及疲劳寿命预测

发布时间：2022-02-26 15:47

　　截齿是采煤机或掘进机等掘进设备的关键部位,由于采煤机和掘进机的主要作用对象是煤和岩石,因此这些掘进设备的工作环境比较恶劣。这就导致了在这些掘进设备上截齿的消耗量比较大。对截齿进行再制造,可以有效提升截齿的性能,进而提高它的疲劳寿命,对提升这些掘进设备的生产效益有着十分重要的意义。本文阐述了疲劳累积损伤模型中的线性疲劳累积损伤模型和非线性疲劳累积损伤模型,介绍了常用的三种疲劳损伤模型即应力寿命（S-N）损伤模型、应变寿命损伤模型和多轴疲劳损伤模型,总结了基于有限元法分析疲劳寿命的基本过程。基于有限元的基本理论,对再制造之前的截齿进行研究,用Solidworks对截齿进行建模,导入ANSYS Workbench中进行有限元仿真分析,进而得出其应力应变和总形变分布云图,用nCode DesignLife对截齿进行疲劳失效分析,可以计算出截齿各个节点的疲劳寿命,找出截齿容易断裂的危险部位。结合截齿的实际工况,对截齿的失效形式及失效部位进行分析,提出了激光熔覆是提高截齿的硬度与耐磨性等各项性能的有效方法。分别对单道熔覆和多道熔覆处理的截齿进行研究,用SolidWorks分别对单道熔覆和多道熔覆的... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 本文的研究背景及意义
    1.3 激光再制造技术的研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 疲劳寿命研究现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 国内研究现状
    1.5 本文的主要研究内容
2 零件疲劳寿命预测方法及疲劳损伤模型
    2.1 疲劳基础理论
    2.2 疲劳累积损伤理论
        2.2.1 线性累积损伤模型
        2.2.2 非线性累积损伤模型
    2.3 疲劳损伤模型
        2.3.1 应力寿命(S-N)损伤模型
        2.3.2 应变损伤模型
        2.3.3 多轴疲劳损伤模型
    2.4 基于有限元的疲劳寿命计算
    2.5 本章小结
3 基于有限元的截齿的疲劳寿命计算
    3.1 有限元软件简介
        3.1.1 ANSYS Workbench简介
        3.1.2 n Code Designlife简介
    3.2 采煤机截齿
    3.3 基于ANSYS Workbench的截齿的有限元分析
        3.3.1 截齿几何模型的建立
        3.3.2 编辑材料特性
        3.3.3 网格划分
        3.3.4 施加载荷与约束条件
        3.3.5 分析结果
    3.4 基于nCode Designlife的截齿的疲劳寿命计算
    3.5 本章小结
4 基于有限元的再制造截齿的疲劳寿命计算
    4.1 截齿的失效
    4.2 激光熔覆技术
    4.3 单道熔覆的截齿有限元分析
        4.3.1 基于ANSYS Workbench的单道熔覆截齿的有限元分析
        4.3.2 基于nCode Designlife的单道熔覆截齿的疲劳寿命计算
    4.4 多道熔覆的截齿有限元分析
        4.4.1 基于ANSYS Workbench的多道熔覆截齿的有限元分析
        4.4.2 基于nCode Designlife的多道熔覆截齿的疲劳寿命计算
    4.5 本章小结
5 基于BP神经网络的截齿的疲劳寿命预测
    5.1 BP神经网络原理
        5.1.1 人工神经网络
        5.1.2 BP神经网络模型
        5.1.3 BP神经网络算法
        5.1.4 MATLAB神经网络工具箱
    5.2 基于BP神经网络的截齿疲劳寿命预测
    5.3 基于BP神经网络的单道熔覆截齿疲劳寿命预测
    5.4 基于BP神经网络的多道熔覆截齿疲劳寿命预测
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间研究成果
致谢



本文编号：3644732