斗轮机门座的力学性能与疲劳寿命研究

发布时间：2018-04-27 17:35

  本文选题：斗轮堆取料机 + 门座　； 参考：《中南大学》2011年硕士论文

【摘要】：斗轮堆取料机是一种广泛应用于港口、矿山、电厂等大型料场的高效的、连续的散装物料的装卸输送成套设备。悬臂式斗轮堆取料机由于其具有的作业范围更广、工作结构动作较灵活以及对场地要求较低等优点,成为目前应用最为广泛的结构形式。它的主要组成部分是斗轮机构、前臂架、立柱、平衡机构、回转机构、门座、走行机构和尾车等。由于斗轮机体积庞大,自重非常大,而门座位于斗轮机的底部,承载上部结构所有的载荷,对于整机的安全运行来说十分重要,可以说门座的结构寿命在一定意义上决定了整机的使用寿命。 本文是以DQL1200／1200.35斗轮堆取料机的门座作为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS和Workbench,进行了门座钢结构的结构强度、瞬态动力学和疲劳寿命的分析研究。摒弃了以往凭借设计经验的传统设计方法,针对门座复杂的受力情况,结合其自身结构特点,计算并选取适当工况进行了有限元静强度分析,并在分析结果的基础上,改进部分设计参数,解决了应力集中超过许用应力的问题；根据门座受载的特点,使用APDL语言编写72组载荷点回转循环的命令流程序,实现了模拟门座受动载荷状态,得到了应力载荷谱等为后续的疲劳寿命分析提供了重要基础,同时也了解了门座结构的局部应力和位移随时间变化的情况,确保了在整个运动周期内,门座的可靠性；门座的主要失效形式就是疲劳破坏,但由于所受载荷谱计算的复杂性以及零件S-N曲线未知性,往往忽略门座的疲劳寿命分析,而本文在材料S-N曲线的基础上,结合其他影响构件疲劳强度的因素,修正得到零件的S-N曲线,结合瞬态动力学分析得到的载荷时间历程,对门座进行疲劳寿命分析,得到疲劳寿命分布,确保了门座的安全性和可靠性。最后对门座进行了应力测试,将结果和有限元分析结果进行对比,验证了文中有限元分析模型的正确性。
[Abstract]:Bucket wheel stacker is widely used in port, mine, power plant and other large-scale material yard, efficient, continuous bulk material handling and transportation complete equipment. The cantilever bucket wheel stacker has become the most widely used structure because of its wide range of work, flexible working structure and low requirements for the site. Its main components are bucket wheel mechanism, forearm frame, column, balance mechanism, rotary mechanism, door seat, running mechanism and rear car. Because the bucket wheel machine is huge in volume and heavy in weight, and the door seat is located at the bottom of the bucket wheel machine, bearing all the loads of the superstructure, it is very important for the safe operation of the whole machine. It can be said that the structural life of the door seat determines the service life of the whole machine in a certain sense. In this paper, the structure strength, transient dynamics and fatigue life of steel structure of DQL1200/1200.35 bucket wheel heap-taker are studied by using finite element analysis software ANSYS and Workbench. The traditional design method based on design experience is abandoned, and the finite element static strength analysis is carried out according to the complicated stress situation of the door seat and its own structural characteristics, and the finite element static strength analysis is carried out under the appropriate working conditions, and on the basis of the results of the analysis, the finite element static strength analysis is carried out. By improving some design parameters, the problem of stress concentration exceeding allowable stress is solved, and according to the characteristics of gate seat load, the command flow program of 72 groups of load point rotary cycle is written by APDL language, and the dynamic load state of door seat is simulated. The stress-load spectrum provides an important basis for the subsequent fatigue life analysis, and at the same time, the variation of local stress and displacement with time is also understood, which ensures the reliability of the gate during the whole motion cycle. The main failure form of the gate seat is fatigue failure. However, due to the complexity of the calculation of the load spectrum and the unknown S-N curve of the parts, the fatigue life analysis of the gate seat is often ignored. Combined with other factors affecting the fatigue strength of the components, the S-N curve of the components was revised, and the fatigue life distribution of the door seat was obtained by the fatigue life analysis of the door seat, combined with the load time history obtained by the transient dynamic analysis. The safety and reliability of the door seat are ensured. Finally, the stress of the door seat is tested, and the results are compared with the results of finite element analysis, which verifies the correctness of the finite element analysis model in this paper.
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH237.1

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本文编号：1811662