發(fā)布時(shí)間：2017-10-24 02:07

  本文關(guān)鍵詞：水泥立磨粉磨激勵(lì)仿真及振動(dòng)疲勞分析

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【摘要】：立磨是一種集細(xì)碎、烘干、粉磨、選粉、輸送為一體的粉磨設(shè)備,廣泛應(yīng)用于水泥、化工及冶金等領(lǐng)域。某水泥廠對(duì)某型立磨設(shè)備進(jìn)行改進(jìn),改進(jìn)后的立磨支撐結(jié)構(gòu)振動(dòng)嚴(yán)重,在地腳螺栓和支撐結(jié)構(gòu)處發(fā)生破壞。針對(duì)以上問(wèn)題,本文采用仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法對(duì)水泥立磨進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析和隨機(jī)振動(dòng)分析,找出立磨地腳螺栓及立磨支撐結(jié)構(gòu)的破壞原因。首先在立磨工作現(xiàn)場(chǎng)對(duì)正常工況下的立磨進(jìn)行應(yīng)力及振動(dòng)測(cè)試,得到螺栓處的應(yīng)力大小及立磨的加速度振動(dòng)信號(hào)。在SolidWorks中創(chuàng)建立磨系統(tǒng)幾何模型,并利用HyperMesh完成立磨幾何模型的網(wǎng)格劃分,運(yùn)用Workbench對(duì)水泥立磨在有無(wú)側(cè)壁兩種邊界條件下進(jìn)行了靜力學(xué)分析,通過(guò)對(duì)比這兩種情況下的位移和應(yīng)力云圖并結(jié)合應(yīng)力測(cè)試結(jié)果,分析出了螺栓發(fā)生破壞的原因是由于立磨地基側(cè)面無(wú)支撐,使得在設(shè)計(jì)中只受拉力的螺栓受到彎矩作用。并且由于立磨振動(dòng),使螺栓受到交變載荷,最終導(dǎo)致螺栓疲勞斷裂,最后根據(jù)靜力分析結(jié)果采用Goodman定理對(duì)螺栓的壽命進(jìn)行了預(yù)測(cè)。利用離散元軟件PFC3D建立水泥熟料顆粒模型,在該軟件中模擬單軸壓縮實(shí)驗(yàn),不斷變化細(xì)觀參數(shù),最終使得水泥熟料顆粒模型與真實(shí)水泥熟料物理性能相似。并對(duì)水泥立磨的粉磨過(guò)程進(jìn)行仿真,得到立磨在粉磨過(guò)程中的激勵(lì)。建立立磨搖臂系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型,利用MATLAB求出磨輥的加速度隨時(shí)間變化的曲線,并用周期圖法估計(jì)其加速度的功率譜密度,與振動(dòng)測(cè)試結(jié)果的功率譜密度曲線相比較,驗(yàn)證仿真的準(zhǔn)確性。并在Workbench中對(duì)水泥立磨進(jìn)行模態(tài)分析,得到了水泥立磨前六階的陣型及固有頻率。在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)分析,將粉磨過(guò)程仿真得到的加速度功率譜密度作為隨機(jī)振動(dòng)分析的激勵(lì),得到了水泥立磨的1σ-3σ應(yīng)力云圖,最后根據(jù)Palmgren-Miner線性疲勞累積損傷定律和Steinberg三區(qū)間法估計(jì)立磨支撐結(jié)構(gòu)的振動(dòng)疲勞壽命。本文采用離散元方法仿真立磨激勵(lì),并對(duì)立磨進(jìn)行振動(dòng)疲勞分析,經(jīng)過(guò)分析最終找出立磨結(jié)構(gòu)中的薄弱點(diǎn),并估計(jì)了其振動(dòng)疲勞壽命,為立磨設(shè)備的改進(jìn)和設(shè)計(jì)提供一定的參考。
【關(guān)鍵詞】：水泥立磨 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 粉磨過(guò)程仿真 振動(dòng)疲勞
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ172.61
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題背景和來(lái)源10-11
• 1.2 課題研究目的和意義11-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 水泥立磨國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.2 振動(dòng)疲勞國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 課題研究?jī)?nèi)容及方法15-17
• 1.4.1 課題研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.4.2 課題研究方法16-17
• 第2章 立磨振動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)17-26
• 2.1 測(cè)試實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>17
• 2.2 測(cè)試實(shí)驗(yàn)儀器及方案17-20
• 2.2.1 測(cè)試實(shí)驗(yàn)儀器17-18
• 2.2.2 測(cè)試實(shí)驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置方案18-20
• 2.3 測(cè)試結(jié)果及數(shù)據(jù)分析處理20-25
• 2.3.1 應(yīng)力測(cè)試及數(shù)據(jù)分析處理20-23
• 2.3.2 隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試及數(shù)據(jù)分析處理23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 水泥立磨有限元模型建立及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析26-41
• 3.1 有限單元法概述26-27
• 3.2 水泥立磨幾何模型的建立27-29
• 3.2.1 水泥立磨的工作原理及結(jié)構(gòu)受力分析27-28
• 3.2.2 水泥立磨幾何模型的建立28-29
• 3.3 水泥立磨有限元模型建立及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析29-40
• 3.3.1 基于HyperMesh網(wǎng)格劃分29-31
• 3.3.2 有限元模型接觸及邊界條件設(shè)置31-35
• 3.3.3 水泥立磨的有限元結(jié)果分析35-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 水泥立磨激勵(lì)仿真41-52
• 4.1 離散元法及PFC3D軟件概述41-44
• 4.1.1 離散元法概述41
• 4.1.2 PFC3D軟件概述41-44
• 4.2 基于PFC3D的水泥熟料破碎模型建立44-48
• 4.2.1 水泥熟料顆粒模型建立44-46
• 4.2.2 水泥熟料破碎過(guò)程模型建立46-48
• 4.3 水泥熟料破碎仿真結(jié)果處理及分析48-51
• 4.3.1 磨輥支撐點(diǎn)加速度功率譜密度的求解48-50
• 4.3.2 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果比較50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 水泥立磨在隨機(jī)激勵(lì)下的振動(dòng)疲勞分析52-60
• 5.1 水泥立磨模態(tài)分析52-54
• 5.2 水泥立磨隨機(jī)振動(dòng)分析54-56
• 5.3 基于Steinberg三區(qū)間法疲勞壽命預(yù)測(cè)56-59
• 5.3.1 線性疲勞累積損傷理論56-57
• 5.3.2 材料疲勞性能的S-N曲線57-58
• 5.3.3 Steinberg三區(qū)間法疲勞壽命預(yù)測(cè)58-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果64-65
• 致謝65

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