本文關鍵詞：液壓圓錐破碎機破碎力識別及關鍵件結(jié)構(gòu)優(yōu)化

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【摘要】：液壓圓錐破碎機作為工業(yè)選礦的重要設備而廣泛應用。圓錐破碎機破碎力的大小影響了整個設備的工作性能,破碎力的研究對于整機的動力學性能分析和關鍵部件的磨損及壽命預測的意義重大。此外,圓錐破碎機相關重要零部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化對改善設備性能、提高使用壽命等方面效果顯著。本文以某型號液壓圓錐破碎機為研究對象,主要研究了以下幾個方面的內(nèi)容:考慮到力流的接觸傳遞,遵循模型簡化以及單元選取的一般原則,建立整機破碎機有限元模型,設置合理的約束、邊界條件、載荷工況以及子部件間的連接方式;簡要敘述了振動信號分析與處理的一般流程與方法,利用OROS信號采集設備完成了不同工況下破碎機支承環(huán)振動加速度信號的現(xiàn)場采集,并基于輪次法和短時傅里葉變換完成了原始信號的平穩(wěn)性檢驗和時頻分析,進而確定信號的時域區(qū)間,之后設計濾波器完成信號的帶通濾波以及振動信號的時域處理,作為有限元求解的輸入;提出了一種新的破碎力識別方法,即基于整機有限元模型以及處理之后的不同工況下實測加速度信號完成破碎力計算公式的推導以及破碎力時域信號識別,并與功率法所求的破碎力進行對比驗證,結(jié)果證明了本論文破碎力識別方法的合理性與準確性,之后基于識別的破碎力對系統(tǒng)的運動特性進行了判斷;基于整機分析,建立設計參數(shù)和目標函數(shù)之間的響應面模型,采用遺傳算法和粒子群優(yōu)化算法對圓錐破碎機關鍵零部件主軸襯套、偏心襯套的最大Von Mises應力進行了優(yōu)化,與有限元模型的計算結(jié)果進行了對比,驗證利用響應面方法對大型設備結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化的可行性,之后采用線性加權求和法實現(xiàn)了主軸襯套與偏心襯套的結(jié)構(gòu)多目標優(yōu)化。
【關鍵詞】：液壓圓錐破碎機 信號分析及處理 破碎力識別 響應面方法 結(jié)構(gòu)優(yōu)化多目標優(yōu)化
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD451
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 注釋表13-14
• 縮略詞14-15
• 第一章 緒論15-22
• 1.1 選題背景及意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 破碎力研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 課題來源及研究目標19-20
• 1.4 論文章節(jié)安排20-22
• 第二章 液壓圓錐破碎機整機有限元模型22-33
• 2.1 引言22
• 2.2 液壓圓錐破碎機設備簡介22-25
• 2.2.1 設備工作原理22-23
• 2.2.2 設備主要組件23-25
• 2.3 有限元模型簡化及單元類型選擇25-28
• 2.3.1 有限元模型簡化及單元選擇相關原則25-26
• 2.3.2 各組件模型簡化26-27
• 2.3.3 整機模型網(wǎng)格劃分27-28
• 2.4 破碎機整機有限元模型28-31
• 2.4.1 邊界條件28-29
• 2.4.2 液壓缸預緊力29
• 2.4.3 部件間接觸或膠粘連接29-30
• 2.4.4 有限元模型質(zhì)量屬性檢驗30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-33
• 第三章 振動加速度信號的分析及處理33-47
• 3.1 引言33-34
• 3.2 振動信號采集34-36
• 3.2.1 傳感器測點布置34-35
• 3.2.2 信號采集系統(tǒng)35
• 3.2.3 不同工況下加速度信號采集35-36
• 3.3 加速度信號分析36-42
• 3.3.1 基于輪次法的信號平穩(wěn)性檢驗及結(jié)果36-40
• 3.3.2 基于STFT法的信號時頻分析及結(jié)果40-42
• 3.4 加速度信號數(shù)字濾波42-45
• 3.4.1 數(shù)字濾波的頻域方法42-43
• 3.4.2 帶通濾波結(jié)果43-45
• 3.5 振動信號時域處理45-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 第四章 液壓圓錐破碎機破碎力時域信號識別47-59
• 4.1 引言47
• 4.2 破碎力求解相關理論47-49
• 4.3 破碎力時域信號識別49-52
• 4.3.1 破碎力識別原理49-50
• 4.3.2 不同工況下破碎力識別結(jié)果統(tǒng)計50-52
• 4.4 破碎力計算公式推導52
• 4.5 破碎力時域信號及結(jié)果對比驗證52-54
• 4.5.1 破碎力時域信號52-53
• 4.5.2 破碎力識別結(jié)果驗證53-54
• 4.6 系統(tǒng)運動特性判斷54-57
• 4.6.1 靜態(tài)分析與瞬態(tài)動力學分析相關理論54-55
• 4.6.2 靜態(tài)分析與瞬態(tài)動力學分析結(jié)果對比55-57
• 4.7 本章小結(jié)57-59
• 第五章 基于整機分析的液壓圓錐破碎機關鍵件結(jié)構(gòu)優(yōu)化59-83
• 5.1 引言59-60
• 5.2 響應面方法60-65
• 5.2.1 響應面方法的基本理論60-62
• 5.2.2 試驗設計方法62-64
• 5.2.3 響應面建模方法的評價指標64-65
• 5.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計方法65-70
• 5.3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計流程65
• 5.3.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題的建模65-66
• 5.3.3 優(yōu)化設計算法66-70
• 5.4 動錐部分隱式非線性分析70-73
• 5.4.1 接觸非線性問題的描述70-71
• 5.4.2 接觸非線性問題的數(shù)值解法71-72
• 5.4.3 關鍵零部件主軸襯套和偏心襯套仿真分析結(jié)果72-73
• 5.5 關鍵零部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化73-79
• 5.5.1 優(yōu)化設計過程74
• 5.5.2 主軸襯套結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計結(jié)果及驗證74-76
• 5.5.3 偏心襯套結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計結(jié)果及驗證76-79
• 5.6 結(jié)構(gòu)多目標優(yōu)化79-81
• 5.6.1 多目標優(yōu)化設計理論及方法79-80
• 5.6.2 多目標優(yōu)化結(jié)果80-81
• 5.7 本章小結(jié)81-83
• 第六章 總結(jié)與展望83-85
• 6.1 本文研究工作總結(jié)83
• 6.2 后續(xù)研究工作展望83-85
• 參考文獻85-90
• 致謝90-91
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文91-92
• 附件192-93

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本文編號：965485