学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

冲击式松土器结构疲劳双理论与仿真分析研究

作　者: 刘鑫鑫
导　师: 陆凤仪
学　校: 太原科技大学
专　业: 机械工程
关键词: 冲击式松土器许用应力-应力比法极限状态-应力幅法疲劳特性安全度
分类号: TU623.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 1次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着国民经济的快速发展，导致对高速公路、桥梁、高铁等基础设施建设的要求越来越高。工程机械作为基础设施建设的重要装备，其产品的性能直接影响着施工进程、工程质量及资金投入。松土器作为推土机的重要组成部件，其性能的好坏直接影响着推土机的工作效率。传统松土器的作业能力受自身重量、附着系数、施工现场地面状况等因素的限制，其作业的效率较低，且油缸推力产生的松土器齿尖插力较小，不适应于岩层和土层较硬的场合。冲击式松土器作为一种新型的松土设备，其工作效率得到大幅度提高，但新增的液压冲击锤会以每分钟数百次的频率敲击松土器柱，从而会引起齿杆的振动与疲劳破坏，故本文以SD42-3推土机冲击式松土器为对象，采用两种理论与有限元仿真分析，研究齿杆疲劳特性，论述内容包括以下几个方面：（1）以许用应力-应力比法、极限状态-应力幅法为理论基础，研究典型工况下冲击式松土器齿杆的疲劳强度，将理论计算结果与其对应的许用值（极限状态-应力幅法为极限应力设计范围）进行对比，判断齿杆是否发生疲劳破坏。（2）以不同疲劳强度设计理论的计算结果为依据，以最大安全度为标准，研究许用应力-应力比法、极限状态-应力幅法的优劣，从而得到适宜于工程机械设计中较为科学的疲劳设计理论。（3）基于有限元软件solidworks，建立以SD42-3推土机冲击式松土器三维实体模型，并将其导入到ANSYS Workbench中对其典型工况下整机结构进行疲劳分析，将仿真计算结果与较优的疲劳设计理论计算结果进行对比分析，从而验证此理论的科学性与适用性。（4）以动力学分析为基础，对冲击式松土器进行动力学分析，从而为冲击式松土器动态响应分析与减振机理研究提供有益的数据基础。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-19
  1.1 课题研究的来源及意义  11-13
    1.1.1 课题来源  11-12
    1.1.2 课题研究的意义  12-13
  1.2 大型履带式推土机国内外发展现状  13-15
    1.2.1 大型履带式推土机国外发展现状  13-14
    1.2.2 大型履带式推土机国内发展现状  14
    1.2.3 我国推土机行业所面临的问题  14-15
  1.3 松土器国内外发展现状  15-16
  1.4 课题研究工作及技术路线  16-19
    1.4.1 研究内容  16-17
    1.4.2 技术路线  17-19
第二章许用应力-应力比法验证疲劳强度  19-33
  2.1 冲击式松土器的结构分析  19-21
    2.1.1 松土器的分类  19
    2.1.2 传统松土器的结构  19-20
    2.1.3 冲击式松土器的结构  20-21
  2.2 冲击式松土器三种典型工况的理论基础  21-23
  2.3 力学分析  23-27
    2.3.1 工况一：松土器正常工作  24-26
    2.3.2 工况二：松土器强制入土  26-27
    2.3.3 工况三：松土器强制出土  27
  2.4 三种典型工况的疲劳计算  27-31
    2.4.1 工况一的疲劳计算  27-29
    2.4.2 工况二的疲劳计算  29-30
    2.4.3 工况三的疲劳计算  30-31
  2.5 许用应力-应力比法计算结果  31
  2.6 本章小结  31-33
第三章极限状态-应力幅法验证疲劳强度  33-43
  3.1 概述  33-34
  3.2 极限设计应力  34-35
    3.2.1 特征疲劳强度  34-35
    3.2.2 疲劳强度曲线的斜率常数 m 的确定  35
  3.3 应力历程  35-37
    3.3.1 应力历程的确定  35-36
    3.3.2 应力循环发生的频率  36
    3.3.3 应力历程参数  36-37
    3.3.4 应力历程级别 S 的确定  37
  3.4 验证的实施  37-38
  3.5 极限设计应力范围的确定  38-40
    3.5.1 适用的方法  38
    3.5.2 应力历程参数的直接使用  38-40
  3.6 疲劳强度的验证  40-41
  3.7 两种疲劳设计理论结果对比分析  41-42
  3.8 本章小结  42-43
第四章冲击式松土器的有限元分析  43-55
  4.1 有限元方法的基本思想  43-45
    4.1.1 有限元方法理论概述  43
    4.1.2 有限元软件的选择  43-45
  4.2 ANSYS WORKBENCH疲劳分析的理论基础  45-48
  4.3 冲击式松土器疲劳分析  48-50
    4.3.1 模型简化  48
    4.3.2 指定材料特性  48-49
    4.3.3 约束处理  49
    4.3.4 加载实施  49-50
    4.3.5 设定需要的结果  50
  4.4 两种工况的其他细节设置  50-51
    4.4.1 工况一：松土器正常工作  50-51
    4.4.2 工况二：松土器强制入土  51
  4.5 求解疲劳分析  51-52
  4.6 有限元分析结果与极限状态法-应力幅法计算结果对比  52-53
  4.7 本章小结  53-55
第五章冲击式松土器的动力学分析  55-69
  5.1 动力学分析基础  55-56
  5.2 动力学分析模型建立  56
  5.3 模态分析过程  56-60
    5.3.1 模态分析基础  56-57
    5.3.2 模态分析过程  57-60
  5.4 谐响应分析  60-67
    5.4.1 谐响应分析基础  61-62
    5.4.2 谐响应分析过程  62-67
  5.5 本章小结  67-69
第六章结论与展望  69-71
  6.1 研究工作与结论  69-70
  6.2 创新点  70
  6.3 不足与展望  70-71
参考文献  71-73
致谢  73-75
攻读学位期间参与的工程项目及发表的学术论文  75-76

冲击式松土器结构疲劳双理论与仿真分析研究

内容摘要

全文目录

相似论文