本文關鍵詞：船用絞纜機零部件強度及疲勞分析

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【摘要】：隨著國家大力發(fā)展海洋事業(yè),船舶工業(yè)也正朝著大型化、高技術含量方向發(fā)展,而作為船舶系統(tǒng)重要的配套設備——錨絞機,它對船舶安全運行起著非常關鍵的作用。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計主要考慮零件的靜強度,但為了滿足現(xiàn)代產(chǎn)品設計要求,需要將疲勞壽命作為產(chǎn)品設計的一項重要標準,并能準確地預測產(chǎn)品在服役期間的疲勞損傷情況。研究對象是錨絞機,主要用軟件對錨絞機中的重要零件主軸和卷筒等零件進行失效分析。主要研究內(nèi)容如下：首先應用近代力學理論分析主軸在不同工況下的受力情況,確定主軸各工況下應力分布及最大應力位置；對于卷筒采用歐拉遞減公式和線性遞減方式進行筒體的單層及多層纜繩作用下的力學分析,并得到多層纜繩作用下側(cè)板的載荷值。接著對絞纜機建立多體仿真模型,并柔性化主軸模塊得到絞纜機剛?cè)狁詈夏Ｐ?按絞纜機工作的四個工況進行仿真分析得到主軸載荷時間歷程曲線。接著建立主軸和卷筒的有限元模型,按照工作負載以及支持負載對不同工況下的主軸和卷筒進行靜力學有限元分析,得到主軸和卷筒的應力應變分布情況,通過試驗得出卷筒筒體受力規(guī)律：基于圓柱薄殼理論就卷筒模塊進行穩(wěn)定性分析,可以知道卷筒屈曲臨界載荷值。最后以名義應力法為基礎,通過理論公式確定材料的S-N曲線,對多體仿真得到的載荷應用雨流計數(shù)法統(tǒng)計處理,結(jié)合Miner線性累積損傷法則在疲勞分析軟件nCode DesignLife中進行零件疲勞壽命預測,確定主軸和卷筒疲勞薄弱區(qū)域。
【關鍵詞】：絞纜機 多體仿真 有限元分析 穩(wěn)定性 疲勞壽命
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U664.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-12
• 1.1 選題的意義和應用前景7-8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 疲勞分析發(fā)展歷史及應用9-11
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容11-12
• 2 錨絞機基本知識及理論分析12-25
• 2.1 錨絞機基本知識12-13
• 2.2 絞纜機零件理論分析13-24
• 2.2.1 主軸理論分析13-17
• 2.2.2 卷筒理論計算17-23
• 2.2.3 絞纜機卷筒的強度分析23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 3 船用絞纜機多體動力學分析25-39
• 3.1 虛擬樣機技術及ADAMS軟件介紹25-27
• 3.2 ADAMS多體動力學基本理論27-29
• 3.3 船用絞纜機多體動力學模型建立29-36
• 3.3.1 絞纜機主軸柔性體建模29-31
• 3.3.2 ADAMS中纜繩的建模31-34
• 3.3.3 絞纜機的虛擬樣機零件間關系34-36
• 3.4 絞纜機多體動力學仿真及結(jié)果分析36-38
• 3.4.1 主軸軸承載荷36-38
• 3.4.2 主軸在離合器處載荷38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 4 絞纜機零部件有限元分析39-60
• 4.1 有限元分析相關理論39-42
• 4.2 絞纜機主軸有限元分析42-47
• 4.2.1 主軸鍵槽應力理論計算42-43
• 4.2.2 工作負載下主軸有限元分析43-45
• 4.2.3 支持負載主軸有限元分析45-47
• 4.3 絞纜機卷筒有限元分析47-52
• 4.3.1 單層纜繩作用卷筒有限元分析47-50
• 4.3.2 多層纜繩作用卷筒有限元分析50-51
• 4.3.3 支持負載卷筒有限元分析51-52
• 4.4 絞纜機卷筒應力試驗研究52-55
• 4.4.1 電阻應變片工作原理及電測電路原理52-53
• 4.4.2 測試系統(tǒng)和測點布置53-54
• 4.4.3 卷筒應力測試結(jié)果分析54-55
• 4.5 絞纜機卷筒的屈曲分析55-59
• 4.5.1 卷筒穩(wěn)定性的理論計算方法56-58
• 4.5.2 絞纜機卷筒屈曲分析58-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 5 絞纜機零件疲勞壽命分析60-73
• 5.1 疲勞的基本知識60-64
• 5.2 主軸疲勞壽命分析64-70
• 5.2.1 主軸S-N曲線確定及修正64-66
• 5.2.2 平均應力對疲勞壽命的影響66-67
• 5.2.3 主軸疲勞載荷設置67-68
• 5.2.4 主軸疲勞仿真模型建立68-69
• 5.2.5 疲勞結(jié)果分析69-70
• 5.3 卷筒疲勞壽命分析70-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 6 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 全文總結(jié)73
• 6.2 工作展望73-75
• 致謝75-76
• 參考文獻76-80
• 附錄80

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本文編號：565406