采煤刮板输送机轨座的疲劳分析

发布时间：2020-09-28 11:34

　　在煤矿机械中,综采技术是目前世界上最先进的开采技术,而刮板输送机是综采设备中最关键的设备之一。本文简述了国内外刮板输送机的发展过程及现状,并分析了目前我国刮板输送机设计中存在的问题。轨座作为刮板输送机的重要零部件,存在着工况恶劣、受力情况复杂的问题,因此对轨座进行分析就显得尤为重要。疲劳破坏是工程结构和机械失效的主要原因之一,引起疲劳失效循环载荷的峰值往往远远小于根据静态断裂分析估算出来的“安全”载荷。因此开展疲劳研究有着重要的意义。疲劳是固体力学的一个分支,它主要研究材料或结构在交变载荷作用下的强度问题,研究材料或结构的应力状态与寿命的关系。本文根据国内某煤矿机械生产企业提供的模型数据,利用Pro/Engineer建立轨座的实体模型,用有限元分析软件Patran-Nastran进行静应力分析,然后在静应力分析的基础上对轨座进行疲劳寿命分析。疲劳分析综合了全寿命分析、裂纹萌生分析和裂纹扩展分析三个方面,最终给出了轨座相关的寿命数据,并根据分析结果提出了改进意见。
【学位单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：TH227
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章绪论
    §1-1 刮板输送机的发展现状
        1-1-1 我国刮板输送机的使用现状
        1-1-2 常见的刮板输送机基本结构与工作原理
    §1-2 疲劳研究的现状
        1-2-1 疲劳问题
        1-2-2 国内外疲劳现象的研究现状
    §1-3 本课题研究的意义与方法
        1-3-1 本课题研究的意义
        1-3-2 本课题的研究方法
    §1-4 本课题的研究内容
第二章基本疲劳理论
    §2-1 疲劳的基本概念
        2-1-1疲劳的定义与分类
        2-1-2 疲劳破坏的三个阶段
        2-1-3 疲劳破坏的特征
    §2-2 疲劳设计方法
        2-2-1 无限寿命设计
        2-2-2 安全寿命设计(有限寿命设计)
        2-2-3 破损—安全设计
        2-2-4 损伤容限设计
        2-2-5 耐久性是设计
    §2-3 影响疲劳强度的主要因素
    §2-4 确定疲劳寿命的方法
    §2-5 线性累积损伤理论
        2-5-1 线性累积损伤理论—迈因纳准则
        2-5-2 变幅对称交变应力作用下的疲劳强度设计
第三章轨座在静载作用下的结构分析
    §3-1 相关软件介绍
        3-1-1 MSC.Patran
        3-1-2 MSC.Nastran
    §3-2 轨座的有限元建模
        3-2-1 有限元方法简介
        3-2-2 轨座实体模型的建立
        3-2-3 轨座实体模型的网格划分
        3-2-4 轨座实体模型的材料属性
        3-2-5 实体有限元分析约束和载荷的确定
    §3-3 轨座的强度计算
        3-3-1 屈服准则
        3-3-2 轨座的强度分析
第四章轨座的全寿命疲劳分析
    §4-1 疲劳软件介绍
        4-1-1 MSC.Fatigue特点
        4-1-2 MSC.Fatigue主要特征
    §4-2 轨座的全寿命疲劳分析
        4-2-1 轨座全寿命分析模型
        4-2-2 设置疲劳分析
        4-2-3 查看结果
    §4-4 优化
    §4-5 改进措施
第五章轨座的裂纹萌生及LEFM裂纹扩展疲劳分析
    §5-1 轨座裂纹萌生分析
        5-1-1 轨座裂纹萌生分析模型
        5-1-2 设置疲劳分析
        5-1-3 提交分析及分析结果:
    §5-2 优化
    §5-3 轨座的LEFM裂纹扩展疲劳分析
        5-3-1 断裂力学的产生与发展
        5-3-2 裂纹及类型
        5-3-3 断裂力学原理对轨座进行裂纹扩展分析
        5-3-4 轨座裂纹扩展寿命分析模型
        5-3-5 设置疲劳分析
        5-3-6 提交分析及分析结果
    §5-4 防止断裂措施
第六章结论和展望
参考文献
致谢

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