基于PSD方法的閥門反饋桿隨機(jī)振動疲勞壽命研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-12 09:25
首先利用測振設(shè)備測量閥門反饋桿現(xiàn)場振動數(shù)據(jù),并通過后處理軟件得到反饋桿處的加速度功率譜(PSD),在ANSYS中對反饋桿約束位置施加基礎(chǔ)激勵,利用模態(tài)疊加法對反饋桿進(jìn)行隨機(jī)振動分析,得到反饋桿的1σ應(yīng)力分布。然后利用高斯三區(qū)間法和Miner線性累計(jì)損傷準(zhǔn)則,對反饋桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞壽命分析,并與現(xiàn)場反饋桿實(shí)際壽命進(jìn)行對比,結(jié)果表明,仿真計(jì)算結(jié)果與反饋桿實(shí)際壽命誤差較小。
【文章來源】:化工設(shè)備與管道. 2020,57(03)
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
反饋桿斷裂圖
上文已介紹隨機(jī)振動過程功率譜密度的求解方法和基于高斯三區(qū)間法的疲勞壽命計(jì)算,利用ANSYS軟件對反饋桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行PSD分析的流程如圖2所示。采用有限元軟件ANSYS Mechanical APDL 14.5建立反饋桿模型如圖3所示,建模采用實(shí)體單元Solid186,單元最小尺寸2 mm,共劃分26 813個節(jié)點(diǎn)和17 388個單元。在約束設(shè)置方面,與聯(lián)軸器連接位置由于模擬螺紋連接難度較大,這里做簡化處理,模型省略了聯(lián)軸器內(nèi)的螺桿,約束主桿面內(nèi)的螺桿面積節(jié)點(diǎn)的自由度,并在此處施加PSD激勵;另一側(cè)螺桿通過一個豎直桿連接反饋桿與萬向節(jié),因此在豎直方向上,反饋桿無法產(chǎn)生位移,但其他方向無約束,因此約束此處螺桿豎直方向自由度。
進(jìn)行模態(tài)分析是隨機(jī)振動分析的前提,其目的是為了求得PSD載荷譜所覆蓋的頻帶內(nèi)每一階的固有頻率及振型,進(jìn)而計(jì)算反饋桿結(jié)構(gòu)的頻率反應(yīng)函數(shù),即轉(zhuǎn)換函數(shù)。對于本文中的反饋桿結(jié)構(gòu),計(jì)算其前三階固有頻率及其三個方向上的參與質(zhì)量如表2所示。由表2可見,第三階固有頻率已達(dá)3 450.57 Hz,已超過激勵頻率2 046 Hz,且前三階固有頻率的參與質(zhì)量在X,Y,Z三個方向上均已超90%,這表明采用前三階模態(tài)進(jìn)行響應(yīng)分析是足夠的。4.2 加速度功率譜
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]某型機(jī)載模塊的隨機(jī)振動疲勞分析[J]. 關(guān)迪,范學(xué)領(lǐng),肖濱,劉杰. 機(jī)械強(qiáng)度. 2019(01)
[2]隨機(jī)疲勞在土木工程中的研究綜述[J]. 韓慶華,葉菲,徐杰. 天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2016(S1)
[3]基于頻域法的隨機(jī)振動載荷下飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞分析[J]. 孟凡濤,胡愉愉. 南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[4]非平穩(wěn)隨機(jī)過程功率譜密度初探[J]. 王良曦,潘高田,薛孟君. 工程數(shù)學(xué)學(xué)報(bào). 2003(04)
[5]隨機(jī)振動環(huán)境下結(jié)構(gòu)的疲勞失效分析[J]. 安剛,龔鑫茂. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2000(S1)
本文編號:3279647
【文章來源】:化工設(shè)備與管道. 2020,57(03)
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
反饋桿斷裂圖
上文已介紹隨機(jī)振動過程功率譜密度的求解方法和基于高斯三區(qū)間法的疲勞壽命計(jì)算,利用ANSYS軟件對反饋桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行PSD分析的流程如圖2所示。采用有限元軟件ANSYS Mechanical APDL 14.5建立反饋桿模型如圖3所示,建模采用實(shí)體單元Solid186,單元最小尺寸2 mm,共劃分26 813個節(jié)點(diǎn)和17 388個單元。在約束設(shè)置方面,與聯(lián)軸器連接位置由于模擬螺紋連接難度較大,這里做簡化處理,模型省略了聯(lián)軸器內(nèi)的螺桿,約束主桿面內(nèi)的螺桿面積節(jié)點(diǎn)的自由度,并在此處施加PSD激勵;另一側(cè)螺桿通過一個豎直桿連接反饋桿與萬向節(jié),因此在豎直方向上,反饋桿無法產(chǎn)生位移,但其他方向無約束,因此約束此處螺桿豎直方向自由度。
進(jìn)行模態(tài)分析是隨機(jī)振動分析的前提,其目的是為了求得PSD載荷譜所覆蓋的頻帶內(nèi)每一階的固有頻率及振型,進(jìn)而計(jì)算反饋桿結(jié)構(gòu)的頻率反應(yīng)函數(shù),即轉(zhuǎn)換函數(shù)。對于本文中的反饋桿結(jié)構(gòu),計(jì)算其前三階固有頻率及其三個方向上的參與質(zhì)量如表2所示。由表2可見,第三階固有頻率已達(dá)3 450.57 Hz,已超過激勵頻率2 046 Hz,且前三階固有頻率的參與質(zhì)量在X,Y,Z三個方向上均已超90%,這表明采用前三階模態(tài)進(jìn)行響應(yīng)分析是足夠的。4.2 加速度功率譜
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]某型機(jī)載模塊的隨機(jī)振動疲勞分析[J]. 關(guān)迪,范學(xué)領(lǐng),肖濱,劉杰. 機(jī)械強(qiáng)度. 2019(01)
[2]隨機(jī)疲勞在土木工程中的研究綜述[J]. 韓慶華,葉菲,徐杰. 天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2016(S1)
[3]基于頻域法的隨機(jī)振動載荷下飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞分析[J]. 孟凡濤,胡愉愉. 南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[4]非平穩(wěn)隨機(jī)過程功率譜密度初探[J]. 王良曦,潘高田,薛孟君. 工程數(shù)學(xué)學(xué)報(bào). 2003(04)
[5]隨機(jī)振動環(huán)境下結(jié)構(gòu)的疲勞失效分析[J]. 安剛,龔鑫茂. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2000(S1)
本文編號:3279647
本文鏈接:http://www.sikaile.net/kejilunwen/huaxuehuagong/3279647.html
最近更新
教材專著