本文選題：隨機振動 + 功率譜密度��； 參考：《青島理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：機械結(jié)構(gòu)在運行過程中,會有振動產(chǎn)生,而機械結(jié)構(gòu)的振動會使結(jié)構(gòu)內(nèi)部逐漸產(chǎn)生疲勞損傷。研究表明,疲勞損傷是結(jié)構(gòu)發(fā)生失效的最主要原因,研究機械結(jié)構(gòu)的疲勞問題,對于維持機械結(jié)構(gòu)的正常運行和提高機械系統(tǒng)的可靠性有著重要意義。研究機械結(jié)構(gòu)的振動疲勞問題,最重要的是能估算出工程機械部件疲勞壽命,以便在結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞破壞之前,就對其進行檢修,這樣便能避免很多由于機械結(jié)構(gòu)疲勞損傷問題造成的損失。論文主要研究電梯面板平面加工專用銑床的滑臺部件在隨機振動載荷下的應(yīng)力疲勞壽命估算及其拓撲優(yōu)化。首先使用ANSYS Workbench有限元仿真軟件對滑臺進行了有限元靜力學(xué)分析和模態(tài)分析,得出滑臺在靜態(tài)載荷下的等效應(yīng)力分布和位移分布情況,以及滑臺的模態(tài)參數(shù),即滑臺的固有頻率和模態(tài)振型。根據(jù)滑臺的靜力學(xué)分析以及模態(tài)分析結(jié)果,研究了滑臺的靜動態(tài)力學(xué)性能,為滑臺的隨機振動分析奠定了基礎(chǔ),并且為滑臺的拓撲優(yōu)化提供了優(yōu)化依據(jù)。然后再以滑臺的模態(tài)分析結(jié)果為基礎(chǔ)對滑臺進行隨機振動分析,將功率譜密度載荷施加在滑臺上,得出滑臺的隨機振動分析結(jié)果,結(jié)合Steinberg的三區(qū)間法最終估算出滑臺在隨機振動載荷下的應(yīng)力疲勞壽命。對滑臺進行隨機振動響應(yīng)試驗,測得滑臺的試驗響應(yīng)結(jié)果與隨機振動仿真分析結(jié)果基本一致,證明了仿真結(jié)果的有效性。最后以滑臺的靜動態(tài)分析結(jié)果為基礎(chǔ),對滑臺進行了拓撲優(yōu)化,并對優(yōu)化后的滑臺算例模型分別進行了有限元靜力分析、模態(tài)分析和隨機振動分析,分析結(jié)果表明對滑臺進行拓撲優(yōu)化后,滑臺的總體性能得到了提升,驗證了滑臺的拓撲優(yōu)化結(jié)果是有效的。
[Abstract]:During the operation of mechanical structure, there will be vibration, and the vibration of mechanical structure will gradually cause fatigue damage inside the structure. The research shows that fatigue damage is the main cause of structural failure. It is important to study the fatigue problem of mechanical structure to maintain the normal operation of mechanical structure and improve the reliability of mechanical system. To study the vibration fatigue problem of mechanical structure, the most important thing is to estimate the fatigue life of the components of construction machinery, so that the structure can be overhauled before fatigue failure occurs. In this way, many damage caused by fatigue damage of mechanical structures can be avoided. This paper mainly studies the stress fatigue life estimation and topology optimization of the sliding table parts of the special milling machine for plane machining of elevator panel under random vibration load. Firstly, the finite element static analysis and modal analysis of the slide platform are carried out by using ANSYS Workbench finite element simulation software, and the equivalent stress and displacement distribution of the slide table under static load are obtained, as well as the modal parameters of the sliding table. That is, the natural frequency and modal mode of the slide. According to the results of static analysis and modal analysis, the static and dynamic mechanical properties of the sliding platform are studied, which lays a foundation for the random vibration analysis of the sliding platform and provides the optimization basis for the topology optimization of the platform. Then, based on the modal analysis results of the sliding platform, the random vibration analysis of the sliding platform is carried out, and the load of power spectrum density is applied to the sliding platform, and the results of random vibration analysis of the sliding platform are obtained. Combined with Steinberg's three-interval method, the stress fatigue life of the sliding table under random vibration load is estimated. The test results of random vibration response of the slide platform are in good agreement with the results of random vibration simulation, which proves the validity of the simulation results. Finally, based on the static and dynamic analysis results of the slide platform, the topology of the platform is optimized, and the finite element static analysis, modal analysis and random vibration analysis of the optimized sliding table model are carried out respectively. The analysis results show that the overall performance of the sliding platform is improved after the topology optimization is carried out, and the topology optimization results of the sliding platform are proved to be effective.
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG54

【參考文獻】

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本文編號：2100492