發(fā)布時(shí)間：2017-07-25 21:37

  本文關(guān)鍵詞：立式輥磨機(jī)副輥法蘭盤(pán)連接螺栓組的有限元分析

  更多相關(guān)文章： 立式輥磨機(jī) 法蘭盤(pán)連接螺栓組 有限元分析 優(yōu)化設(shè)計(jì) 疲勞分析

【摘要】：立式輥磨機(jī)是粉磨裝備的一種重要形式,它是根據(jù)物料的粉磨原理進(jìn)行設(shè)計(jì)與研發(fā)的集粉磨、烘干為一體的大型設(shè)備,由于其具有能耗低、烘干能力強(qiáng)等技術(shù)優(yōu)勢(shì),近年來(lái)在水泥、化工等領(lǐng)域受到前所未有的關(guān)注。但是立式輥磨機(jī)在粉磨過(guò)程中,副輥系統(tǒng)法蘭盤(pán)連接螺栓組在外界工作載荷作用的下容易產(chǎn)生斷裂,嚴(yán)重制約立式輥磨機(jī)的粉磨效率,因此,開(kāi)展立式輥磨機(jī)副輥系統(tǒng)受力狀態(tài)及法蘭盤(pán)連接螺栓組的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要意義。本文采用理論計(jì)算與有限元數(shù)值模擬相結(jié)合的方法完成了以下主要工作:通過(guò)建立立式輥磨機(jī)副輥系統(tǒng)的力學(xué)簡(jiǎn)化模型,根據(jù)立式輥磨機(jī)的工作參數(shù)對(duì)副輥系統(tǒng)進(jìn)行理論受力分析,利用ANSYS有限元數(shù)值模擬分析;以法蘭盤(pán)連接螺栓的受載強(qiáng)度和法蘭盤(pán)的變形量為評(píng)價(jià)指標(biāo),完成了法蘭盤(pán)連接部件結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)法蘭盤(pán)連接螺栓受載狀態(tài)的分析,并開(kāi)展了法蘭盤(pán)連接部件結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文的主要研究成果如下:(1)以MTP-210型立式輥磨為研究對(duì)象,針對(duì)立式輥磨機(jī)副輥系統(tǒng)法蘭盤(pán)連接螺栓在運(yùn)行過(guò)程中由于外載荷的作用容易產(chǎn)生斷裂的問(wèn)題,建立立式輥磨機(jī)副輥系統(tǒng)的力學(xué)簡(jiǎn)化模型,參照VDI 2230準(zhǔn)則,采用理論計(jì)算對(duì)簡(jiǎn)化的螺栓單連接模型進(jìn)行受力分析,定量地分析了副輥系統(tǒng)法蘭盤(pán)連接螺栓組在靜態(tài)載荷作用下的受力狀態(tài)及力學(xué)特征,計(jì)算螺栓組的最大等效應(yīng)力,以理論結(jié)果校核單螺栓連接的剪切、拉伸強(qiáng)度。(2)利用有限元軟件WORKBENCH建立有限元分析模型,對(duì)法蘭盤(pán)連接螺栓的最大等效應(yīng)力和法蘭盤(pán)的變形量進(jìn)行仿真分析,并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明有限元模擬結(jié)果與理論分析結(jié)果具有較好的一致性。(3)以法蘭盤(pán)連接螺栓組在靜態(tài)載荷作用下的等效應(yīng)力和法蘭盤(pán)的變形量為判斷標(biāo)準(zhǔn),從法蘭盤(pán)連接部件的結(jié)構(gòu)尺寸(上法蘭厚度、螺栓分布圓位置、螺孔直徑和螺栓直徑)出發(fā),利用單因素方法得出法蘭盤(pán)連接螺栓組受載狀態(tài)的影響機(jī)理及規(guī)律;并開(kāi)展了三因素四水平的正交試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)工作,以極差分析值為判定指標(biāo),找出最佳優(yōu)化設(shè)計(jì)方案;通過(guò)對(duì)比優(yōu)化前后結(jié)果,表明優(yōu)化后法蘭盤(pán)連接螺栓強(qiáng)度可滿足設(shè)備的工況要求,法蘭盤(pán)剛度變形及強(qiáng)度也是合理的。(4)在線性損傷理論的基礎(chǔ)上,采用非線性載荷類型,對(duì)優(yōu)化后的法蘭盤(pán)連接螺栓組的疲勞敏感特性進(jìn)行高周疲勞仿真分析,結(jié)果表明優(yōu)化后的法蘭盤(pán)連接螺栓組的疲勞壽命、疲勞安全系數(shù)及損傷抵抗能力都是可以接受的。
【關(guān)鍵詞】：立式輥磨機(jī) 法蘭盤(pán)連接螺栓組 有限元分析 優(yōu)化設(shè)計(jì) 疲勞分析
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH131.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題來(lái)源10-11
• 1.2 課題意義及目的11-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 磨機(jī)在國(guó)外的發(fā)展12-13
• 1.3.2 磨機(jī)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展13-14
• 1.4 本課題的主要內(nèi)容14-15
• 第二章 立磨機(jī)概述15-23
• 2.1 MTP-210 型立磨機(jī)簡(jiǎn)介15-18
• 2.1.1 磨機(jī)的組成15-17
• 2.1.2 磨機(jī)的工作機(jī)理17-18
• 2.1.3 磨機(jī)的工藝流程18
• 2.2 副輥系統(tǒng)的工作原理18-20
• 2.3 MTP-210 磨機(jī)參數(shù)及計(jì)算20-22
• 2.3.1 副輥液壓缸選型20-21
• 2.3.2 副輥液壓缸工作拉力計(jì)算21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 螺栓組靜強(qiáng)度理論計(jì)算及仿真分析23-41
• 3.1 基于VDI 2230 準(zhǔn)則的螺栓強(qiáng)度計(jì)算23-26
• 3.1.1 VDI 2230 簡(jiǎn)介23
• 3.1.2 單螺栓連接計(jì)算23-26
• 3.2 法蘭盤(pán)力學(xué)分析26-28
• 3.2.1 副輥系統(tǒng)整體受力分析26-27
• 3.2.2 副輥系統(tǒng)局部受力分析27-28
• 3.3 法蘭盤(pán)連接螺栓組的靜強(qiáng)度計(jì)算28-33
• 3.3.1 螺栓預(yù)緊力28-29
• 3.3.2 螺栓組剪力及工作拉力計(jì)算29-31
• 3.3.3 螺栓組強(qiáng)度計(jì)算及校核31-33
• 3.4 仿真分析33-40
• 3.4.1 三維建模33-34
• 3.4.2 基于workbench的靜力學(xué)仿真34-37
• 3.4.3 靜力學(xué)分析結(jié)果37-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 法蘭盤(pán)連接螺栓組優(yōu)化設(shè)計(jì)41-54
• 4.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)步驟41-46
• 4.1.1 參數(shù)設(shè)定41-43
• 4.1.2 單因素分析43-46
• 4.2 正交試驗(yàn)分析46-50
• 4.2.1 正交試驗(yàn)表的設(shè)計(jì)46-47
• 4.2.2 極差分析47-48
• 4.2.3 極差下的因素影響規(guī)律48-49
• 4.2.4 方差分析49-50
• 4.3 優(yōu)化方案的仿真分析50-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 優(yōu)化后螺栓的疲勞分析54-65
• 5.1 疲勞分析基本理論54-58
• 5.1.1 疲勞的概念和分類54
• 5.1.2 疲勞壽命計(jì)算54-56
• 5.1.3 疲勞損傷理論56-58
• 5.2 法蘭盤(pán)連接螺栓組疲勞分析58-64
• 5.2.1 S-N曲線58-59
• 5.2.2 螺栓壽命估計(jì)59-60
• 5.2.3 螺栓疲勞仿真60-64
• 5.3 本章小結(jié)64-65
• 第六章 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 總結(jié)65-66
• 6.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 致謝70-71
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果71-72

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本文編號(hào)：573430