本文關(guān)鍵詞：基于振動(dòng)能量的設(shè)備壽命預(yù)測(cè)方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,機(jī)械設(shè)備越來(lái)越多地應(yīng)用于工程實(shí)際中,機(jī)械零件或工程構(gòu)件在復(fù)雜多變的工作環(huán)境中極易產(chǎn)生疲勞失效,因此對(duì)疲勞壽命預(yù)測(cè)的研究也顯得尤為重要。而傳統(tǒng)的疲勞壽命預(yù)測(cè)方法大多是基于材料的應(yīng)力或平均應(yīng)力幅值的靜態(tài)疲勞分析理論,忽略了系統(tǒng)在疲勞破壞過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化,因此其估算結(jié)果往往具有一定的誤差。本文從理論和試驗(yàn)方面研究了單自由度系統(tǒng)在簡(jiǎn)諧激振力作用下的振動(dòng)特性變化規(guī)律及疲勞壽命預(yù)測(cè)方法,并在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,結(jié)合傳統(tǒng)的基于能量法則的疲勞壽命預(yù)測(cè)理論提出了基于振動(dòng)能量的疲勞壽命預(yù)測(cè)模型。本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論有以下幾個(gè)方面:1.研究了單自由度系統(tǒng)在簡(jiǎn)諧激振力作用下的強(qiáng)迫振動(dòng),推導(dǎo)出振動(dòng)能量和可累積振動(dòng)能量的計(jì)算公式,結(jié)果表明,當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),系統(tǒng)的振動(dòng)能量和可累積振動(dòng)能量與時(shí)間近似呈線性關(guān)系,且由計(jì)算公式可以看出二者均與系統(tǒng)振動(dòng)幅值的平方成正比,其簡(jiǎn)諧變量的變化頻率為系統(tǒng)激振頻率的2倍。2.用ANSYS軟件對(duì)簡(jiǎn)支梁橫向彎曲振動(dòng)疲勞過(guò)程進(jìn)行仿真,研究了累積振動(dòng)能量和疲勞壽命的關(guān)系,結(jié)果表明,累積振動(dòng)能量與系統(tǒng)的疲勞壽命均與位移放大系數(shù)有關(guān),且累積振動(dòng)能量與系統(tǒng)的振動(dòng)疲勞壽命負(fù)相關(guān),故累積振動(dòng)能量可以作為衡量系統(tǒng)疲勞壽命的有效特征量。3.用ZK-4VIC型振動(dòng)與控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)簡(jiǎn)支梁的振動(dòng)疲勞過(guò)程進(jìn)行模擬,研究了激振頻率及振幅對(duì)簡(jiǎn)支梁振動(dòng)特性及振動(dòng)疲勞壽命的影響,結(jié)果表明當(dāng)加載簡(jiǎn)諧激振力的激振頻率高于系統(tǒng)固有頻率時(shí),系統(tǒng)振幅會(huì)隨著裂紋的擴(kuò)展緩慢下降并趨于穩(wěn)定,當(dāng)激振力頻率低于系統(tǒng)固有頻率時(shí),隨著激振力頻率與系統(tǒng)固有頻率接近程度不同,振幅變化呈現(xiàn)不同的趨勢(shì);在裂紋產(chǎn)生后,剛性系統(tǒng)受裂紋的影響大于柔性系統(tǒng)受裂紋的影響,振動(dòng)疲勞壽命較短;從振動(dòng)變化上看,剛性系統(tǒng)比柔性系統(tǒng)更容易發(fā)現(xiàn)裂紋故障的存在。4.結(jié)合傳統(tǒng)的基于能量法則的疲勞壽命預(yù)測(cè)方法,將累積振動(dòng)能量應(yīng)用于疲勞壽命預(yù)測(cè)中,推導(dǎo)出單簡(jiǎn)諧激勵(lì)、雙簡(jiǎn)諧激勵(lì)和多簡(jiǎn)諧激勵(lì)作用下系統(tǒng)的振動(dòng)疲勞壽命預(yù)測(cè)模型,結(jié)果顯示分別對(duì)累積振動(dòng)能量和簡(jiǎn)支梁的振動(dòng)疲勞壽命取對(duì)數(shù)后,兩者基本呈線性關(guān)系,用基于累積振動(dòng)能量的疲勞壽命預(yù)測(cè)方法估算簡(jiǎn)支梁的振動(dòng)疲勞壽命計(jì)算簡(jiǎn)單,并有較高的精度。
【關(guān)鍵詞】：累積振動(dòng)能量 振動(dòng)疲勞 能量法則 簡(jiǎn)支梁 壽命預(yù)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH113.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-20
• 1.1 課題的目的和意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 疲勞理論12-14
• 1.2.2 振動(dòng)疲勞分析14-15
• 1.2.3 疲勞壽命預(yù)測(cè)方法15-18
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.4 本章小結(jié)19-20
• 2 振動(dòng)能量與疲勞壽命的關(guān)系20-34
• 2.1 概述20
• 2.2 振動(dòng)疲勞理論20-23
• 2.2.1 材料疲勞特性21-23
• 2.2.2 疲勞累積損傷理論23
• 2.3 振動(dòng)能量與可累積振動(dòng)能量23-29
• 2.3.1 振動(dòng)能量24-25
• 2.3.2 可累積振動(dòng)能量25-27
• 2.3.3 可累積動(dòng)能量與激振力的關(guān)系27-29
• 2.4 疲勞壽命和可累積振動(dòng)能量的關(guān)系29-31
• 2.5 疲勞壽命和可累積振動(dòng)能量關(guān)系仿真研究31-33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 3 振動(dòng)疲勞試驗(yàn)及動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究34-50
• 3.1 概述34
• 3.2 疲勞試件的制備34-36
• 3.2.1 試件材料34-35
• 3.2.2 試件的結(jié)構(gòu)及制備35-36
• 3.3 試驗(yàn)裝置及原理36-39
• 3.3.1 試驗(yàn)裝置介紹36
• 3.3.2 試驗(yàn)原理36-39
• 3.4 振動(dòng)疲勞試驗(yàn)過(guò)程39-44
• 3.4.1 單簡(jiǎn)諧激勵(lì)作用下簡(jiǎn)支梁疲勞試驗(yàn)39-42
• 3.4.2 雙簡(jiǎn)諧激勵(lì)作用下簡(jiǎn)支梁疲勞試驗(yàn)42-44
• 3.5 試驗(yàn)結(jié)果及分析44-49
• 3.5.1 簡(jiǎn)支梁振動(dòng)疲勞試驗(yàn)動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析44-47
• 3.5.2 簡(jiǎn)支梁振動(dòng)疲勞試驗(yàn)疲勞壽命分析47-49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 4 基于振動(dòng)能量的疲勞壽命預(yù)測(cè)方法50-59
• 4.1 概述50
• 4.2 基于能量法則的疲勞壽命預(yù)測(cè)模型50-51
• 4.2.1 金屬疲勞破壞微觀機(jī)理50-51
• 4.2.2 塑性應(yīng)變能理論51
• 4.2.3 基于能量法則的疲勞壽命預(yù)測(cè)51
• 4.3 基于振動(dòng)能量的疲勞壽命預(yù)測(cè)模型51-54
• 4.3.1 單簡(jiǎn)諧激勵(lì)作用下疲勞壽命預(yù)測(cè)模型51-53
• 4.3.2 雙簡(jiǎn)諧激勵(lì)作用下疲勞壽命預(yù)測(cè)模型53-54
• 4.3.3 多簡(jiǎn)諧激勵(lì)作用下疲勞壽命預(yù)測(cè)模型54
• 4.4 試驗(yàn)結(jié)果分析54-58
• 4.4.1 單簡(jiǎn)諧激勵(lì)作用下試驗(yàn)結(jié)果分析54-56
• 4.4.2 雙簡(jiǎn)諧激勵(lì)作用下試驗(yàn)結(jié)果分析56
• 4.4.3 ANSYS仿真試驗(yàn)結(jié)果分析56-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 5 結(jié)論與展望59-62
• 5.1 工作總結(jié)及創(chuàng)新點(diǎn)59-60
• 5.1.1 本文主要內(nèi)容及結(jié)論59-60
• 5.1.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)60
• 5.2 展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 致謝66-67
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷 在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果67

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 戴麗玲;;簡(jiǎn)支梁固有頻率與固有振型的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量與理論分析[J];昆明學(xué)院學(xué)報(bào);2008年04期

2 李凈一;駱行文;;簡(jiǎn)支梁振動(dòng)測(cè)試原理與試驗(yàn)分析[J];土工基礎(chǔ);2008年02期

  本文關(guān)鍵詞：基于振動(dòng)能量的設(shè)備壽命預(yù)測(cè)方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：479803