本文關(guān)鍵詞：超大型履帶起重機回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的輪軌接觸研究

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【摘要】：履帶起重機的回轉(zhuǎn)系統(tǒng)是由回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)以及回轉(zhuǎn)支承裝置這兩部分組成。現(xiàn)在,履帶起重機通常使用使用滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承作為其回轉(zhuǎn)支承裝置。但是隨著起重力矩和起重量的不斷增大,回轉(zhuǎn)支承裝置承受的載荷也不斷增大,其結(jié)構(gòu)尺寸過于龐大,可能無法滿足回轉(zhuǎn)支承的運輸尺寸要求,所以提出采用輪軌形式和滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承相結(jié)合的回轉(zhuǎn)系統(tǒng)來實現(xiàn)回轉(zhuǎn)。輪軌形式是依靠車輪在軌道上的滾動接觸來實現(xiàn)回轉(zhuǎn)的,車輪與軌道的關(guān)系是這種回轉(zhuǎn)系統(tǒng)中一個復(fù)雜而又根本的問題,特列為國家“863”項目,接觸理論是研究輪軌之間關(guān)系的基礎(chǔ),確立輪軌的承載能力及材料屬性對接觸應(yīng)力的影響。在多組載荷加載情況下,運用Hertz接觸理論和有限元法對輪軌進行彈性接觸分析,運用這兩種方法計算輪軌間的最大接觸應(yīng)力,發(fā)現(xiàn)這兩種方法的計算結(jié)果誤差在7%以內(nèi),由此可見運用有限元法建立的有限元彈性接觸計算模型來模擬輪軌接觸,其計算結(jié)果合理,可接受。運用ANSYS軟件對輪軌進行彈塑性接觸分析,確定輪軌材料應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系為彈塑性線性強化模型,以Von Mises準則判斷輪軌材料是否進入屈服,并將彈塑性分析結(jié)果和彈性分析結(jié)果進行對比,可知運用彈塑性分析方法時輪軌材料顯示出更好的承載能力,當輪軌承重為226-227t時,軌道材料進入屈服階段,當承重為240-245t時,車輪材料進入屈服階段。基于正交試驗,選定輪軌材料的彈性模量和泊松比為4個因素,每個因素定4個水平,以輪軌間最大接觸應(yīng)力為目標,研究輪軌材料的材料屬性對輪軌彈性接觸的影響,經(jīng)計算分析發(fā)現(xiàn)軌道材料彈性模量對接觸應(yīng)力的影響最大,其他的依次為車輪彈性模量、車輪泊松比、軌道泊松比。
【關(guān)鍵詞】：起重機 接觸 彈性 彈塑性 材料屬性
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH213.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的背景、目的及意義10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 經(jīng)典接觸理論的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 非經(jīng)典接觸力學(xué)的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 課題來源及主要內(nèi)容14-16
• 第2章 輪軌接觸問題有限元分析基礎(chǔ)理論16-30
• 2.1 非線性問題的有限元求解16-21
• 2.1.1 迭代法17-19
• 2.1.2 增量法19-20
• 2.1.3 混合法20-21
• 2.1.4 收斂準則21
• 2.2 ANSYS接觸分析21-27
• 2.2.1 面面接觸單元22
• 2.2.2 接觸對的識別22
• 2.2.3 接觸面和目標面的選定22-23
• 2.2.4 ANSYS接觸算法23-25
• 2.2.5 關(guān)鍵實常數(shù)25-27
• 2.3 關(guān)于摩擦問題27-28
• 2.4 小結(jié)28-30
• 第3章 輪軌的彈性接觸分析30-46
• 3.1 有限元法簡介30-32
• 3.1.1 有限元基本思想30-31
• 3.1.2 ANSYS計算的基本流程31-32
• 3.2 輪軌的彈性接觸有限元分析32-40
• 3.2.1 有限元實體模型建立32-34
• 3.2.2 單元選取及材料屬性定義34-35
• 3.2.3 劃分有限元網(wǎng)格35-36
• 3.2.4 接觸分析參數(shù)設(shè)定36-37
• 3.2.5 約束條件和載荷施加37-39
• 3.2.6 有限元分析結(jié)果39-40
• 3.3 輪軌的彈性接觸解析法分析40-44
• 3.3.1 Hertz理論40-43
• 3.3.2 Hertz理論計算結(jié)果43
• 3.3.3 Hertz理論計算結(jié)果與彈性接觸有限元分析結(jié)果比較43-44
• 3.4 小結(jié)44-46
• 第4章 輪軌的彈塑性接觸分析46-62
• 4.1 彈塑性原理46-52
• 4.1.1 幾種應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系理想模型47-50
• 4.1.2 重要準則50-52
• 4.2 輪軌接觸的彈塑性分析52-55
• 4.3 彈塑性分析結(jié)果與彈性分析結(jié)果比較55-59
• 4.4 小結(jié)59-62
• 第5章 輪軌材料屬性對接觸應(yīng)力的影響62-68
• 5.1 材料屬性正交試驗設(shè)計62-63
• 5.2 材料屬性正交試驗結(jié)果63-67
• 5.2.1 直觀分析法64
• 5.2.2 方差分析法64-67
• 5.3 小結(jié)67-68
• 第6章 結(jié)論與展望68-70
• 6.1 結(jié)論68-69
• 6.2 展望69-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74

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本文編號：1014991