大型直线振动筛的动力学分析与结构参数优化

发布时间：2017-06-01 03:09

  本文关键词：大型直线振动筛的动力学分析与结构参数优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：振动筛是目前煤炭、冶金及建筑等行业广泛使用的生产设备,主要用于物料的筛分、脱水及脱介等加工工艺。直线振动筛由于生产效率高、运行平稳、占用空间小、维修方便等优点而广泛应用于工业生产中。随着生产需求的不断提高以及科技的不断进步,对振动筛的要求也向着大型化、高效率及高可靠性的方向发展,所以对振动筛的动力学分析及结构优化设计的研究具有重要的理论意义和应用价值。 本文主要分析了目前国内外振动筛的研究现状及发展情况,并以27m2大型直线振动筛为主要研究对象,分析了大型直线振动筛的工作原理及相关设计参数；利用ANSYS软件对振动筛部分结构进行了模拟简化,建立了大型直线振动筛的的有限元模型；对有限元模型进行了模态分析和静力分析,获取了其固有频率和模态振型,以及停机状态和工作状态的应力和位移分布情况,选取关键节点进行了谐响应分析；根据分析结果进行了相应的局部结构修改,并对修改后的大型直线振动筛进行了质心调整,保证其质心位于振动方向线上,从而避免了由于质心偏移造成的各部分结构位移偏差过大而影响筛分效果；重新建立有限元模型后进行了相应的模态分析和关键节点的谐响应分析,验证了局部结构修改和质心调整的合理性；最后对大型直线振动筛的振动参数进行了优化设计,利用MATLAB优化工具箱得出了振动参数的最优解,提高了振动筛的单位功率的生产量,验证了参数优化的合理性。
【关键词】：大型直线振动筛 有限元模型 模态分析 静力分析 谐响应分析 质心调整 参数优化
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH237.6
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景及研究意义9-10
• 1.2 国内外振动筛研究现状10-11
• 1.2.1 国外振动筛研究现状10
• 1.2.2 国内振动筛研究现状10-11
• 1.3 振动筛分设备的发展方向11-12
• 1.4 本文研究内容及方案12-13
• 1.5 本章小结13-14
• 第二章 大型直线振动筛的工作原理及参数计算14-27
• 2.1 大型直线振动筛的结构组成与工作原理14-18
• 2.1.1 大型直线振动筛的结构组成14-16
• 2.1.2 大型直线振动筛的工作原理16-18
• 2.2 大型直线振动筛的设计参数18-21
• 2.3 大型直线振动筛的力学模型和振动方程21-23
• 2.3.1 大型直线振动筛的力学模型21-22
• 2.3.2 大型直线振动筛的振动方程22-23
• 2.4 大型直线振动筛的具体参数计算23-26
• 2.4.1 最大激振力23
• 2.4.2 总参质量23-24
• 2.4.3 弹簧刚度24
• 2.4.4 筛体质心24-25
• 2.4.5 筛箱振幅25
• 2.4.6 振动筛的位移、速度和加速度25
• 2.4.7 振动筛的电动机功率25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 大型直线振动筛的有限元模型建立27-38
• 3.1 有限元分析的基本思想27-30
• 3.1.1 结构离散化27
• 3.1.2 单元特性分析27-29
• 3.1.3 结构分析29-30
• 3.1.4 引入边界条件30
• 3.1.5 求解线性方程组30
• 3.1.6 后处理及计算结果评估30
• 3.2 有限元分析的步骤30-33
• 3.2.1 创建有限元模型30-32
• 3.2.2 加载和求解32-33
• 3.2.3 查看求解结果33
• 3.3 大型直线振动筛有限元模型的建立33-37
• 3.3.1 有限元模型的简化34-36
• 3.3.2 定义单元类型36
• 3.3.3 定义材料属性36-37
• 3.3.4 有限元模型的网格划分37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 大型直线振动筛的动力学分析38-55
• 4.1 大型直线振动筛的模态分析38-45
• 4.1.1 模态分析理论的基本假设38-39
• 4.1.2 模态分析方法及过程39-40
• 4.1.3 大型直线振动筛的模态分析40-45
• 4.2 大型直线振动筛的静力分析45-49
• 4.2.1 大型直线振动筛停机时的静力分析46-47
• 4.2.2 大型直线振动筛正常工作时的静力分析47-49
• 4.3 大型直线振动筛的谐响应分析49-54
• 4.3.1 谐响应分析的原理50-51
• 4.3.2 谐响应分析方法和过程51-52
• 4.3.3 大型直线振动筛的谐响应分析52-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 大型直线振动筛的结构优化55-71
• 5.1 大型直线振动筛的局部结构修改55-58
• 5.2 大型直线振动筛的质心调整58-65
• 5.2.1 激振器、筛体与振动筛质心的关系58-61
• 5.2.2 逐步逼近法调整直线振动筛质心61-62
• 5.2.3 横梁直线可行域法调整直线振动筛质心62-63
• 5.2.4 大型直线振动筛的质心调整63-65
• 5.3 修改后大型直线振动筛的有限元分析65-70
• 5.3.1 修改后大型直线振动筛的模态分析65-68
• 5.3.2 修改后大型直线振动筛的谐响应分析68-70
• 5.4 本章小结70-71
• 第六章 大型直线振动筛的参数优化71-80
• 6.1 机械最优化设计理论71-73
• 6.2 MATLAB优化工具箱73-74
• 6.3 大型直线振动筛的参数优化74-79
• 6.3.1 单位功率的生产量公式推导74-76
• 6.3.2 建立最优化数学模型76-77
• 6.3.3 大型直线振动筛的最优化设计77-79
• 6.4 本章小结79-80
• 总结与展望80-82
• 参考文献82-85
• 致谢85-86
• 攻读硕士学位期间取得的成果86-88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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