慣性振動(dòng)落砂機(jī)的靜動(dòng)態(tài)特性分析及改進(jìn)設(shè)計(jì)
本文關(guān)鍵詞:慣性振動(dòng)落砂機(jī)的靜動(dòng)態(tài)特性分析及改進(jìn)設(shè)計(jì),,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:慣性振動(dòng)落砂機(jī)屬于慣性往復(fù)振動(dòng)機(jī)械的一種應(yīng)用,其主要作用是通過(guò)振動(dòng)作用將鑄造用型砂破粹、分離。由于鑄件及型砂質(zhì)量較大,在實(shí)際使用過(guò)程中,對(duì)落砂機(jī)會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊和碰撞,落砂機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)較薄弱的部位會(huì)出現(xiàn)疲勞破壞。因此,對(duì)慣性振動(dòng)落砂機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及振動(dòng)情況的研究有很重要的意義。本論文運(yùn)用三維建模軟件PRO/E對(duì)實(shí)際使用中的慣性振動(dòng)落砂機(jī)進(jìn)行實(shí)體建模,并運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS對(duì)建立的落砂機(jī)實(shí)體模型進(jìn)行了靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析,得到了落砂機(jī)在施加激振力載荷后的變形情況和受應(yīng)力狀態(tài),找出了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度薄弱部位;并且通過(guò)多剛體動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADMAS進(jìn)行了落砂機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,得到了激振力、彈簧剛度及偏心塊回轉(zhuǎn)速度對(duì)振動(dòng)情況的影響。具體如下:1、靜力學(xué)分析時(shí),落砂機(jī)在受到電機(jī)向上和向下瞬時(shí)最大激振力時(shí),最大應(yīng)力均出現(xiàn)在電機(jī)連接凸臺(tái)與落砂機(jī)拉力管連接側(cè)板,平均應(yīng)力在30到40MPa,遠(yuǎn)小于落砂機(jī)材料的屈服極限,落砂機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。并且對(duì)落砂機(jī)結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)后,落砂機(jī)重量減輕15.6%,同時(shí)機(jī)械性能符合設(shè)計(jì)要求。2、落砂機(jī)自由模態(tài)的第1階模態(tài)頻率為38Hz,整機(jī)模態(tài)固有頻率較高,設(shè)計(jì)較為保守,并且機(jī)體側(cè)板相對(duì)較為薄弱,在高頻率振動(dòng)下容易導(dǎo)致扭曲變形;施加彈簧約束后,落砂機(jī)在第4階模態(tài)(22Hz)時(shí)達(dá)到最優(yōu)模態(tài)振型,為整機(jī)沿垂直方向(Z向)作上下振動(dòng)。3、根據(jù)諧響應(yīng)分析,在選用落砂機(jī)工作頻率時(shí)應(yīng)避免低頻和高頻的范圍,選用22Hz的工作頻率,節(jié)點(diǎn)響應(yīng)幅值為1.2mm,既能達(dá)到落砂機(jī)的最佳振動(dòng)狀態(tài),也不會(huì)產(chǎn)生較大的響應(yīng)幅值,可以避免落砂機(jī)的扭曲變形和有害共振,從而延長(zhǎng)落砂機(jī)使用壽命。4、通過(guò)對(duì)落砂機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,落砂機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)位移、速度和加速度均隨激振力及偏心塊的回轉(zhuǎn)速度增加而增大,隨著彈簧剛度的增加而減小;并且偏心塊的回轉(zhuǎn)速度對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)幅值影響較大;低回轉(zhuǎn)速度下,彈簧剛度對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)影響不明顯,但是較大的彈簧剛度能使振動(dòng)系統(tǒng)更快趨于穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】:振動(dòng)落砂機(jī) 靜力學(xué)分析 動(dòng)力學(xué)分析 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
【學(xué)位授予單位】:大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TG234
【目錄】:
- 摘要4-6
- Abstract6-10
- 1 緒論10-16
- 1.1 選題背景及目的10
- 1.2 落砂機(jī)分類及工作原理10-12
- 1.2.1 落砂機(jī)分類10-11
- 1.2.2 振動(dòng)落砂機(jī)工作原理11-12
- 1.3 國(guó)內(nèi)外研究與發(fā)展近況12-14
- 1.4 課題研究?jī)?nèi)容及分析方法14-16
- 1.4.1 課題研究?jī)?nèi)容14-15
- 1.4.2 課題研究分析方法15-16
- 2 慣性振動(dòng)落砂機(jī)靜態(tài)特性分析16-26
- 2.1 落砂機(jī)三維模型建立16-18
- 2.1.1 Pro/E軟件介紹16
- 2.1.2 落砂機(jī)三維模型建立16-18
- 2.2 落砂機(jī)有限元模型建立18-21
- 2.2.1 ANSYS軟件介紹18-19
- 2.2.2 有限元模型建立及參數(shù)定義19-21
- 2.3 慣性振動(dòng)落砂機(jī)靜力學(xué)分析21-25
- 2.3.1 振動(dòng)落砂機(jī)受力分析22
- 2.3.2 振動(dòng)落砂機(jī)靜力分析22
- 2.3.3 振動(dòng)落砂機(jī)靜力分析結(jié)果22-25
- 2.4 本章小結(jié)25-26
- 3 慣性振動(dòng)落砂機(jī)動(dòng)態(tài)特性分析26-46
- 3.1 落砂機(jī)動(dòng)力學(xué)有限元分析理論26-28
- 3.2 動(dòng)力學(xué)模態(tài)分析理論28-29
- 3.3 慣性振動(dòng)落砂機(jī)模態(tài)分析29-38
- 3.3.1 自由模態(tài)分析29-34
- 3.3.2 施加約束載荷下的模態(tài)34-38
- 3.4 慣性振動(dòng)落砂機(jī)諧響應(yīng)分析38-41
- 3.5 慣性振動(dòng)落砂機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)研究41-45
- 3.5.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)概述41-42
- 3.5.2 落砂機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)分析42-45
- 3.6 本章小結(jié)45-46
- 4 慣性振動(dòng)落砂機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析46-56
- 4.1 慣性振動(dòng)落砂機(jī)力學(xué)模型46-47
- 4.2 基于ADAMS慣性振動(dòng)落砂機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析47-55
- 4.2.1 多剛體動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件ADAMS介紹47-48
- 4.2.2 慣性振動(dòng)落砂機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)模型建立48-51
- 4.2.3 慣性振動(dòng)落砂機(jī)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析51-55
- 4.3 本章小結(jié)55-56
- 5 總結(jié)與展望56-58
- 5.1 總結(jié)56-57
- 5.2 展望57-58
- 參考文獻(xiàn)58-60
- 致謝60-61
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