本文關(guān)鍵詞：船用絞纜機(jī)零部件強(qiáng)度及疲勞分析

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【摘要】：隨著國(guó)家大力發(fā)展海洋事業(yè),船舶工業(yè)也正朝著大型化、高技術(shù)含量方向發(fā)展,而作為船舶系統(tǒng)重要的配套設(shè)備——錨絞機(jī),它對(duì)船舶安全運(yùn)行起著非常關(guān)鍵的作用。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要考慮零件的靜強(qiáng)度,但為了滿足現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求,需要將疲勞壽命作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要標(biāo)準(zhǔn),并能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)產(chǎn)品在服役期間的疲勞損傷情況。研究對(duì)象是錨絞機(jī),主要用軟件對(duì)錨絞機(jī)中的重要零件主軸和卷筒等零件進(jìn)行失效分析。主要研究?jī)?nèi)容如下：首先應(yīng)用近代力學(xué)理論分析主軸在不同工況下的受力情況,確定主軸各工況下應(yīng)力分布及最大應(yīng)力位置；對(duì)于卷筒采用歐拉遞減公式和線性遞減方式進(jìn)行筒體的單層及多層纜繩作用下的力學(xué)分析,并得到多層纜繩作用下側(cè)板的載荷值。接著對(duì)絞纜機(jī)建立多體仿真模型,并柔性化主軸模塊得到絞纜機(jī)剛?cè)狁詈夏Ｐ?按絞纜機(jī)工作的四個(gè)工況進(jìn)行仿真分析得到主軸載荷時(shí)間歷程曲線。接著建立主軸和卷筒的有限元模型,按照工作負(fù)載以及支持負(fù)載對(duì)不同工況下的主軸和卷筒進(jìn)行靜力學(xué)有限元分析,得到主軸和卷筒的應(yīng)力應(yīng)變分布情況,通過(guò)試驗(yàn)得出卷筒筒體受力規(guī)律：基于圓柱薄殼理論就卷筒模塊進(jìn)行穩(wěn)定性分析,可以知道卷筒屈曲臨界載荷值。最后以名義應(yīng)力法為基礎(chǔ),通過(guò)理論公式確定材料的S-N曲線,對(duì)多體仿真得到的載荷應(yīng)用雨流計(jì)數(shù)法統(tǒng)計(jì)處理,結(jié)合Miner線性累積損傷法則在疲勞分析軟件nCode DesignLife中進(jìn)行零件疲勞壽命預(yù)測(cè),確定主軸和卷筒疲勞薄弱區(qū)域。
【關(guān)鍵詞】：絞纜機(jī) 多體仿真 有限元分析 穩(wěn)定性 疲勞壽命
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U664.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-12
• 1.1 選題的意義和應(yīng)用前景7-8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 疲勞分析發(fā)展歷史及應(yīng)用9-11
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容11-12
• 2 錨絞機(jī)基本知識(shí)及理論分析12-25
• 2.1 錨絞機(jī)基本知識(shí)12-13
• 2.2 絞纜機(jī)零件理論分析13-24
• 2.2.1 主軸理論分析13-17
• 2.2.2 卷筒理論計(jì)算17-23
• 2.2.3 絞纜機(jī)卷筒的強(qiáng)度分析23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 3 船用絞纜機(jī)多體動(dòng)力學(xué)分析25-39
• 3.1 虛擬樣機(jī)技術(shù)及ADAMS軟件介紹25-27
• 3.2 ADAMS多體動(dòng)力學(xué)基本理論27-29
• 3.3 船用絞纜機(jī)多體動(dòng)力學(xué)模型建立29-36
• 3.3.1 絞纜機(jī)主軸柔性體建模29-31
• 3.3.2 ADAMS中纜繩的建模31-34
• 3.3.3 絞纜機(jī)的虛擬樣機(jī)零件間關(guān)系34-36
• 3.4 絞纜機(jī)多體動(dòng)力學(xué)仿真及結(jié)果分析36-38
• 3.4.1 主軸軸承載荷36-38
• 3.4.2 主軸在離合器處載荷38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 4 絞纜機(jī)零部件有限元分析39-60
• 4.1 有限元分析相關(guān)理論39-42
• 4.2 絞纜機(jī)主軸有限元分析42-47
• 4.2.1 主軸鍵槽應(yīng)力理論計(jì)算42-43
• 4.2.2 工作負(fù)載下主軸有限元分析43-45
• 4.2.3 支持負(fù)載主軸有限元分析45-47
• 4.3 絞纜機(jī)卷筒有限元分析47-52
• 4.3.1 單層纜繩作用卷筒有限元分析47-50
• 4.3.2 多層纜繩作用卷筒有限元分析50-51
• 4.3.3 支持負(fù)載卷筒有限元分析51-52
• 4.4 絞纜機(jī)卷筒應(yīng)力試驗(yàn)研究52-55
• 4.4.1 電阻應(yīng)變片工作原理及電測(cè)電路原理52-53
• 4.4.2 測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)點(diǎn)布置53-54
• 4.4.3 卷筒應(yīng)力測(cè)試結(jié)果分析54-55
• 4.5 絞纜機(jī)卷筒的屈曲分析55-59
• 4.5.1 卷筒穩(wěn)定性的理論計(jì)算方法56-58
• 4.5.2 絞纜機(jī)卷筒屈曲分析58-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 5 絞纜機(jī)零件疲勞壽命分析60-73
• 5.1 疲勞的基本知識(shí)60-64
• 5.2 主軸疲勞壽命分析64-70
• 5.2.1 主軸S-N曲線確定及修正64-66
• 5.2.2 平均應(yīng)力對(duì)疲勞壽命的影響66-67
• 5.2.3 主軸疲勞載荷設(shè)置67-68
• 5.2.4 主軸疲勞仿真模型建立68-69
• 5.2.5 疲勞結(jié)果分析69-70
• 5.3 卷筒疲勞壽命分析70-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 6 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 全文總結(jié)73
• 6.2 工作展望73-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 附錄80

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本文編號(hào)：565406