煤炭是我國(guó)主要能源,而我國(guó)原煤質(zhì)量差、灰分和硫分高,直接燃燒造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。選煤是最經(jīng)濟(jì)有效的煤炭清潔與高效利用辦法,而目前我國(guó)原煤入選比例仍遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家水平。篩分是選煤的關(guān)鍵環(huán)節(jié),被廣泛應(yīng)用的篩分設(shè)備是振動(dòng)篩。處理能力大、篩分效率高的大型振動(dòng)篩（篩面寬度/橫梁跨度大于3.6m、篩分面積大于20m2）符合國(guó)家煤炭工業(yè)的發(fā)展需要,而實(shí)際中,大型振動(dòng)篩頻繁出現(xiàn)橫梁斷裂和側(cè)板開(kāi)裂等故障,可靠性差,難以滿足現(xiàn)代大型選煤廠的生產(chǎn)要求,是制約我國(guó)煤炭大規(guī)模加工提質(zhì)的主要瓶頸。針對(duì)上述大型振動(dòng)篩可靠性難題,重點(diǎn)研究了大型振動(dòng)篩減振彈簧剛度反演、內(nèi)焊筋板激振梁的動(dòng)力學(xué)特性、篩分過(guò)程中承重梁（或加強(qiáng)梁）的振動(dòng)問(wèn)題及其表面裂紋特性和檢測(cè)方法,為大型振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與高可靠性設(shè)計(jì)、保障其安全高效運(yùn)行提供理論支持。完成的主要工作和取得的研究結(jié)論歸納如下:為實(shí)現(xiàn)振動(dòng)篩減振彈簧的定量狀態(tài)識(shí)別,建立了描述振動(dòng)篩減振彈簧故障的四點(diǎn)彈性支撐剛板動(dòng)力學(xué)模型,在構(gòu)建的自由振動(dòng)響應(yīng)矩陣基礎(chǔ)上利用自由振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)剛度矩陣的推導(dǎo),進(jìn)而通過(guò)剛度矩陣拆解實(shí)現(xiàn)了減振彈簧剛度的反演（SIby SMD）;開(kāi)發(fā)了... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：164 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

斷裂的振動(dòng)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(qiáng)度滿足要求；對(duì)于激振梁，考慮其受力時(shí)還需計(jì)算激振器的集中載荷作用[8,40]。這種靜態(tài)設(shè)計(jì)方法，一方面使梁體設(shè)計(jì)余量很大，浪費(fèi)材料且增加篩體質(zhì)量，另一方面未考慮梁體彈性變形。隨著數(shù)學(xué)科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論如動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法等被廣泛運(yùn)用大型振動(dòng)篩設(shè)計(jì)過(guò)程中：動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法[6,28,30,41,42]主要是在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用軟件對(duì)振動(dòng)篩交變載荷下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行模擬仿真，結(jié)合實(shí)際動(dòng)態(tài)測(cè)試結(jié)果，分析其動(dòng)態(tài)特性，識(shí)別梁體結(jié)構(gòu)局部受力最突出的位置，認(rèn)為是易損處，再通過(guò)對(duì)相應(yīng)結(jié)構(gòu)型式、尺寸及材料等的調(diào)整實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)可靠性的提高，其典型的設(shè)計(jì)過(guò)程類似圖 1-5 所示；而優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[31,43-45]主要是在一定的優(yōu)化原則(目標(biāo)函數(shù))基礎(chǔ)上，針對(duì)控制梁體動(dòng)應(yīng)力的多余約束材料(如梁體肋板、加強(qiáng)筋等)的布置最優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)篩體結(jié)構(gòu)應(yīng)力的降低或分布均勻。另外，現(xiàn)代制造、材料加工技術(shù)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(jié)構(gòu)的初始損傷[46]。

其概率密度函數(shù)(圖1-7b)代表了周期性復(fù)雜振動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)的疊加[81]，因此表明了篩分過(guò)程的隨機(jī)振動(dòng)特性，而對(duì)于篩體上結(jié)構(gòu)件(如本課題研究的梁體)，其同樣承受隨機(jī)載荷。工況下激振器強(qiáng)激振和物料沖擊時(shí)較廣的頻率分布激發(fā)激振梁、承重梁(或加強(qiáng)梁)的高階彈性變形，以及工況中物料隨機(jī)載荷作用下承重梁(或加強(qiáng)梁)的隨機(jī)振動(dòng)是引起大型振動(dòng)篩梁體斷裂和側(cè)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(dòng)篩激振橫梁、承重梁(或加強(qiáng)梁)的基本動(dòng)力學(xué)特性，提高大型振動(dòng)篩梁體結(jié)構(gòu)可靠性，并為基于動(dòng)力學(xué)特性的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別提供理論支持。(a) 實(shí)測(cè)篩體的時(shí)域響應(yīng)(b) 對(duì)應(yīng)的概率密度函數(shù)圖 1-7 篩分過(guò)程中篩體的運(yùn)動(dòng)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(dòng)篩裂紋梁體振動(dòng)特性實(shí)際生產(chǎn)中，大型振動(dòng)篩承重梁損傷的主要形式是應(yīng)力疲勞或腐蝕引起的表面裂紋及更為嚴(yán)重的梁體斷裂。已有的對(duì)于大型振動(dòng)篩梁體裂紋的文獻(xiàn)報(bào)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(dòng)特性研究。根據(jù)表面裂紋與力/位移激勵(lì)的相互關(guān)系

【參考文獻(xiàn)】：
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