基于模型修正的磨机传动系统疲劳分析
发布时间：2021-11-01 18:09
磨机是选矿工艺中的关键设备,其工作环境恶劣,结构和受载情况较为复杂。传动系统作为动力传输结构容易产生疲劳损伤而导致磨机无法正常工作从而造成巨大的经济损失。其中,传动轴是传动系统的动力传输零件,在工作过程中更容易受到交变载荷作用而最早发生疲劳破坏。因此,对传动轴的疲劳特性研究至关重要。目前关于疲劳特性的分析大都建立在静力学模型分析之上,不能很好地反映出零部件的真实工作状态,从而导致疲劳分析结果不准确。本文从磨机的有限元模型出发,采用分层有限元模型修正与确认技术,利用关键位置的实验测试动响应信号校准有限元模型,实现对机械传动系统的疲劳分析。考虑到磨机体积庞大、结构复杂,直接对其传动系统研究的可行性,本文开展了以下几个方面的研究:（1）基于相似设计理论设计并搭建磨机传动系统相似试验台,在此基础上设计相关的模态试验,基于模态数据,使用分层的有限元模型修正思想并结合响应面法对传动系统进行有限元模型修正,误差表明该方法对传动系统的修正是有效的。（2）考虑到基于模态参数的模型修正方法对动力学响应相关特性的反映不够全面,因此,在上述修正模型的基础上采用了基于动力学响应的模型修正方法,设计并实施了传动系...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 磨机传动系统的疲劳分析研究现状
1.2.2 模型修正的研究现状
1.2.3 疲劳分析的研究现状
1.3 目前存在的主要问题
1.4 本文的主要研究目标和章节安排
2 磨机传动系统相似试验装置的设计
2.1 引言
2.2 传动系统相似设计理论
2.3 相似试验装置的设计及搭建
2.4 本章小结
3 基于响应面法的传动系统有限元模型修正
3.1 引言
3.2 基于响应面的有限元模型修正方法
3.2.1 显著参数的筛选
3.2.2 响应面的拟合
3.2.3 参数修正
3.3 机械传动系统的有限元建模及模态试验
3.3.1 有限元模型的建立
3.3.2 模态试验
3.4 机械传动系统模型修正
3.4.1 输入轴子结构模型修正
3.4.2 输出轴子结构模型修正
3.5 本章小结
4 机械传动系统动应力模型修正
4.1 引言
4.2 应变测量实验
4.2.1 传动系统应变测量方法
4.2.2 应变响应试验设计
4.3 应变试验结果的降噪处理
4.3.1 基于奇异值分解的降噪方法
4.3.2 动态应变试验数据的降噪处理
4.4 传动系统应力模型修正
4.5 本章小结
5 传动系统的疲劳寿命分析
5.1 引言
5.2 疲劳寿命分析的理论基础
5.2.1 疲劳寿命分析方法
5.2.2 雨流计数法
5.2.3 S-N曲线
5.3 传动轴的疲劳寿命预测
5.3.1 载荷谱的获取及导入
5.3.2 S-N曲线的获取
5.3.3 单位载荷下的应力分析及结果导入
5.3.4 疲劳寿命分析
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文与科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于径向基函数的频响函数模型修正[J]. 殷红,崔攀,彭珍瑞. 计算力学学报. 2020(04)
[2]基于小波变换的非平稳排气噪声信号阶次分析方法[J]. 刘海涛. 振动与冲击. 2019(22)
[3]雨流计数法研究现状分析[J]. 赵亮. 科技经济导刊. 2019(31)
[4]基于模态测试与模型修正的结构损伤识别方法[J]. 闫天红,王凤山,姜民政,周国强. 起重运输机械. 2019(02)
[5]有限元模型修正研究进展:从线性到非线性[J]. 张皓,李东升,李宏男. 力学进展. 2019(00)
[6]柴油机高压油管加速载荷谱编辑研究[J]. 周帅,任燕平,刘冰,李伟东,何文运. 噪声与振动控制. 2018(04)
[7]基于Hankel矩阵与奇异值分解降噪方法的齿轮故障诊断研究[J]. 刘佳音,于晓光,王琦,李宏坤. 机床与液压. 2018(01)
[8]基于响应面方法的多喷嘴引射器有限元模型修正[J]. 杨毅晟,刘宗政,麻越垠,闫喜强,王元兴,谢强. 机电工程. 2017(12)
[9]四级行星齿轮减速器耦合系统动态性能优化[J]. 林腾蛟,曹洪,谭自然,何泽银,吕和生. 机械工程学报. 2018(11)
[10]基于灵敏度分析的刀形天线有限元模型修正[J]. 徐伟杰,江雄,张吴蔚. 电子机械工程. 2017(04)
博士论文
[1]混凝土斜拉桥的模态参数识别与模型修正[D]. 张国刚.湖南大学 2013
[2]基于分层思想的复杂机械结构模型修正及确认技术研究[D]. 朱跃.南京航空航天大学 2010
硕士论文
[1]磨机传动系统有限元模型修正的关键问题研究[D]. 毛松磊.郑州大学 2019
[2]特种车驾驶室降噪研究[D]. 邢宏健.中国航天科技集团公司第一研究院 2018
[3]采煤机液压拉杠载荷实验与疲劳寿命研究[D]. 张凤嘉.辽宁工程技术大学 2016
[4]大型机械设备齿轮传动系统的有限元模型修正研究[D]. 刘旭.郑州大学 2016
[5]某重型载货汽车车架的疲劳分析及优化[D]. 郜慧超.北京理工大学 2016
[6]摩托车发动机连杆疲劳可靠性分析及寿命预测[D]. 胡小华.重庆交通大学 2014
[7]地震载荷作用下大型球磨机有限元分析[D]. 刘普林.南京航空航天大学 2011
[8]振动系统模态参数提取方法的研究[D]. 孔德明.燕山大学 2010
[9]基于静动力的桥梁结构有限元模型修正[D]. 夏樟华.福州大学 2006
[10]YBL6100C43aH客车车架有限元分析与试验研究[D]. 陈德玲.南京理工大学 2003
本文编号：3470565
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 磨机传动系统的疲劳分析研究现状
1.2.2 模型修正的研究现状
1.2.3 疲劳分析的研究现状
1.3 目前存在的主要问题
1.4 本文的主要研究目标和章节安排
2 磨机传动系统相似试验装置的设计
2.1 引言
2.2 传动系统相似设计理论
2.3 相似试验装置的设计及搭建
2.4 本章小结
3 基于响应面法的传动系统有限元模型修正
3.1 引言
3.2 基于响应面的有限元模型修正方法
3.2.1 显著参数的筛选
3.2.2 响应面的拟合
3.2.3 参数修正
3.3 机械传动系统的有限元建模及模态试验
3.3.1 有限元模型的建立
3.3.2 模态试验
3.4 机械传动系统模型修正
3.4.1 输入轴子结构模型修正
3.4.2 输出轴子结构模型修正
3.5 本章小结
4 机械传动系统动应力模型修正
4.1 引言
4.2 应变测量实验
4.2.1 传动系统应变测量方法
4.2.2 应变响应试验设计
4.3 应变试验结果的降噪处理
4.3.1 基于奇异值分解的降噪方法
4.3.2 动态应变试验数据的降噪处理
4.4 传动系统应力模型修正
4.5 本章小结
5 传动系统的疲劳寿命分析
5.1 引言
5.2 疲劳寿命分析的理论基础
5.2.1 疲劳寿命分析方法
5.2.2 雨流计数法
5.2.3 S-N曲线
5.3 传动轴的疲劳寿命预测
5.3.1 载荷谱的获取及导入
5.3.2 S-N曲线的获取
5.3.3 单位载荷下的应力分析及结果导入
5.3.4 疲劳寿命分析
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文与科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于径向基函数的频响函数模型修正[J]. 殷红,崔攀,彭珍瑞. 计算力学学报. 2020(04)
[2]基于小波变换的非平稳排气噪声信号阶次分析方法[J]. 刘海涛. 振动与冲击. 2019(22)
[3]雨流计数法研究现状分析[J]. 赵亮. 科技经济导刊. 2019(31)
[4]基于模态测试与模型修正的结构损伤识别方法[J]. 闫天红,王凤山,姜民政,周国强. 起重运输机械. 2019(02)
[5]有限元模型修正研究进展:从线性到非线性[J]. 张皓,李东升,李宏男. 力学进展. 2019(00)
[6]柴油机高压油管加速载荷谱编辑研究[J]. 周帅,任燕平,刘冰,李伟东,何文运. 噪声与振动控制. 2018(04)
[7]基于Hankel矩阵与奇异值分解降噪方法的齿轮故障诊断研究[J]. 刘佳音,于晓光,王琦,李宏坤. 机床与液压. 2018(01)
[8]基于响应面方法的多喷嘴引射器有限元模型修正[J]. 杨毅晟,刘宗政,麻越垠,闫喜强,王元兴,谢强. 机电工程. 2017(12)
[9]四级行星齿轮减速器耦合系统动态性能优化[J]. 林腾蛟,曹洪,谭自然,何泽银,吕和生. 机械工程学报. 2018(11)
[10]基于灵敏度分析的刀形天线有限元模型修正[J]. 徐伟杰,江雄,张吴蔚. 电子机械工程. 2017(04)
博士论文
[1]混凝土斜拉桥的模态参数识别与模型修正[D]. 张国刚.湖南大学 2013
[2]基于分层思想的复杂机械结构模型修正及确认技术研究[D]. 朱跃.南京航空航天大学 2010
硕士论文
[1]磨机传动系统有限元模型修正的关键问题研究[D]. 毛松磊.郑州大学 2019
[2]特种车驾驶室降噪研究[D]. 邢宏健.中国航天科技集团公司第一研究院 2018
[3]采煤机液压拉杠载荷实验与疲劳寿命研究[D]. 张凤嘉.辽宁工程技术大学 2016
[4]大型机械设备齿轮传动系统的有限元模型修正研究[D]. 刘旭.郑州大学 2016
[5]某重型载货汽车车架的疲劳分析及优化[D]. 郜慧超.北京理工大学 2016
[6]摩托车发动机连杆疲劳可靠性分析及寿命预测[D]. 胡小华.重庆交通大学 2014
[7]地震载荷作用下大型球磨机有限元分析[D]. 刘普林.南京航空航天大学 2011
[8]振动系统模态参数提取方法的研究[D]. 孔德明.燕山大学 2010
[9]基于静动力的桥梁结构有限元模型修正[D]. 夏樟华.福州大学 2006
[10]YBL6100C43aH客车车架有限元分析与试验研究[D]. 陈德玲.南京理工大学 2003
本文编号：3470565
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