煤炭是我國主要能源,而我國原煤質量差、灰分和硫分高,直接燃燒造成了嚴重的環(huán)境污染和資源浪費。選煤是最經濟有效的煤炭清潔與高效利用辦法,而目前我國原煤入選比例仍遠落后于發(fā)達國家水平。篩分是選煤的關鍵環(huán)節(jié),被廣泛應用的篩分設備是振動篩。處理能力大、篩分效率高的大型振動篩（篩面寬度/橫梁跨度大于3.6m、篩分面積大于20m2）符合國家煤炭工業(yè)的發(fā)展需要,而實際中,大型振動篩頻繁出現(xiàn)橫梁斷裂和側板開裂等故障,可靠性差,難以滿足現(xiàn)代大型選煤廠的生產要求,是制約我國煤炭大規(guī)模加工提質的主要瓶頸。針對上述大型振動篩可靠性難題,重點研究了大型振動篩減振彈簧剛度反演、內焊筋板激振梁的動力學特性、篩分過程中承重梁（或加強梁）的振動問題及其表面裂紋特性和檢測方法,為大型振動篩結構健康監(jiān)測與高可靠性設計、保障其安全高效運行提供理論支持。完成的主要工作和取得的研究結論歸納如下:為實現(xiàn)振動篩減振彈簧的定量狀態(tài)識別,建立了描述振動篩減振彈簧故障的四點彈性支撐剛板動力學模型,在構建的自由振動響應矩陣基礎上利用自由振動響應進行了系統(tǒng)剛度矩陣的推導,進而通過剛度矩陣拆解實現(xiàn)了減振彈簧剛度的反演（SIby SMD）;開發(fā)了... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：164 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

斷裂的振動篩橫梁[26]

1 緒論靜載(自重力)直接均勻分布于梁體橫向，校核彎曲強度滿足要求；對于激振梁，考慮其受力時還需計算激振器的集中載荷作用[8,40]。這種靜態(tài)設計方法，一方面使梁體設計余量很大，浪費材料且增加篩體質量，另一方面未考慮梁體彈性變形。隨著數(shù)學科學和計算機技術的發(fā)展，現(xiàn)代設計理論如動態(tài)設計、優(yōu)化設計方法等被廣泛運用大型振動篩設計過程中：動態(tài)設計方法[6,28,30,41,42]主要是在傳統(tǒng)設計的基礎上，利用軟件對振動篩交變載荷下的動力響應進行模擬仿真，結合實際動態(tài)測試結果，分析其動態(tài)特性，識別梁體結構局部受力最突出的位置，認為是易損處，再通過對相應結構型式、尺寸及材料等的調整實現(xiàn)結構可靠性的提高，其典型的設計過程類似圖 1-5 所示；而優(yōu)化設計方法[31,43-45]主要是在一定的優(yōu)化原則(目標函數(shù))基礎上，針對控制梁體動應力的多余約束材料(如梁體肋板、加強筋等)的布置最優(yōu)化來實現(xiàn)篩體結構應力的降低或分布均勻。另外，現(xiàn)代制造、材料加工技術以及新型材料的使用，一定程度上消除了傳統(tǒng)制造中梁體的自身缺陷，從源頭上消除了結構的初始損傷[46]。

其概率密度函數(shù)(圖1-7b)代表了周期性復雜振動和隨機振動的疊加[81]，因此表明了篩分過程的隨機振動特性，而對于篩體上結構件(如本課題研究的梁體)，其同樣承受隨機載荷。工況下激振器強激振和物料沖擊時較廣的頻率分布激發(fā)激振梁、承重梁(或加強梁)的高階彈性變形，以及工況中物料隨機載荷作用下承重梁(或加強梁)的隨機振動是引起大型振動篩梁體斷裂和側板彎扭變形、篩體整體剛度減弱及可靠性降低的主要原因。因此，需要系統(tǒng)、完善地研究大型振動篩激振橫梁、承重梁(或加強梁)的基本動力學特性，提高大型振動篩梁體結構可靠性，并為基于動力學特性的結構損傷識別提供理論支持。(a) 實測篩體的時域響應(b) 對應的概率密度函數(shù)圖 1-7 篩分過程中篩體的運動曲線及概率密度函數(shù)Figure 1-7 Motion history of the screen structure during the screening processand the corresponding probability intensity function1.2.3 大型振動篩裂紋梁體振動特性實際生產中，大型振動篩承重梁損傷的主要形式是應力疲勞或腐蝕引起的表面裂紋及更為嚴重的梁體斷裂。已有的對于大型振動篩梁體裂紋的文獻報道主要集中在裂紋處理方法上[48-50, 82]，而忽視了其自身的基本振動特性研究。根據(jù)表面裂紋與力/位移激勵的相互關系

【參考文獻】：
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本文編號：3037223