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大型直线振动筛横梁疲劳断裂分析

作　者: 朱柳青
导　师: 苏荣华
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 工程力学
关键词: 横梁疲劳寿命偏重比断裂力学剩余寿命
分类号: O346.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

振动筛广泛用于冶金、煤炭、石油、化工等工业部门。由于振动筛在较高振动频率下工作,筛体承受较大的交变激振力,横梁断裂的现象经常发生,大型振动筛横梁断裂现象更为突出。所以对横梁进行疲劳断裂研究,提高产品的可靠性显得非常重要。以现代疲劳理论为基础,分析横梁破坏的原因,确定适用振动筛横梁的疲劳寿命分析方法。运用ANSYS有限元软件,对横梁进行动力学性能分析,得到稳态工况下横梁动力响应分布规律,找出横梁危险部位。首次提出偏重比概念,应用应力-寿命法对理想工况下和偏重工况下的横梁进行疲劳分析和寿命估算,计算预测出无制造缺陷的横梁在近似实际情况下的疲劳寿命。此外,采用线弹性断裂力学方法,对横梁裂纹处的剩余寿命进行了估算,计算并绘制出裂纹长度与横梁剩余寿命的曲线图,得到裂纹扩展规律。为振动筛横梁疲劳寿命预测提供了科学方法。通过与实际情况比较,表明对该横梁动力疲劳分析的结果是可信的,说明本文的方法具有重要的工程实用价值,为振动筛横梁的安全运行和修复处理提供了重要的理论依据。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-9
1. 绪论  9-13
  1.1 选题目的及意义  9-10
  1.2 横梁疲劳分析的研究现状  10-12
  1.3 本文的主要研究内容  12-13
2. 横梁疲劳断裂的理论分析  13-29
  2.1 横梁疲劳寿命基本理论分析  13-17
    2.1.1 横梁疲劳类型和疲劳寿命预测方法  13-14
    2.1.2 名义应力法  14-15
    2.1.3 断裂力学法  15-16
    2.1.4 疲劳累积损伤理论  16-17
  2.2 断裂力学理论基础  17-20
    2.2.1 弹性力学场方程及边界条件  17-18
    2.2.2 应力强度因子和断裂的K准则  18-20
  2.3 动力学理论基础  20-26
    2.3.1 振动微分方程的建立  20-21
    2.3.2 模态分析理论  21-25
    2.3.3 横梁力学模型的建立  25-26
  2.4 影响横梁疲劳的主要因素  26-28
  2.5 小结  28-29
3. 横梁动力学分析  29-37
  3.1 横梁有限元模型的建立  29-30
  3.2 横梁模态分析  30-33
  3.3 横梁谐响应分析  33-36
    3.3.1 加载及求解  33
    3.3.2 谐响应分析结果  33-36
  3.4 小结  36-37
4. 横梁疲劳寿命分析  37-45
  4.1 ANSYS疲劳寿命计算的方法  37
  4.2 材料S-N曲线的确定  37-39
  4.3 横梁疲劳寿命的计算  39-42
  4.4 处理量对横梁疲劳寿命的计算  42-44
  4.5 小结  44-45
5. 偏重下横梁的疲劳寿命预测  45-59
  5.1 偏重比的提出  45
  5.2 加载及求解  45-46
  5.3 偏重比下横梁疲劳寿命的计算  46-53
  5.4 偏重对横梁疲劳寿命的影响  53-56
  5.5 偏重下处理量对横梁疲劳寿命的影响  56-58
  5.6 小结  58-59
6 横梁剩余寿命的估算  59-67
  6.1 线弹性力学对材料塑性区尺寸的要求  59-61
  6.2 应力强度因子的计算  61-63
    6.2.1 带裂纹的横梁模型的建立  61-62
    6.2.2 应力强度因子计算  62-63
  6.3 横梁剩余寿命估算  63-66
    6.3.1 参数的确定  63-64
    6.3.2 剩余寿命计算  64-66
  6.4 小结  66-67
结论  67-68
参考文献  68-70
作者简历  70-72
学位论文数据集  72

大型直线振动筛横梁疲劳断裂分析

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