【摘要】：卷繞頭是化纖紡絲設(shè)備中的最關(guān)鍵的單元機之一,直接關(guān)系到高速紡絲技術(shù)的發(fā)展。近年隨著高速紡牽聯(lián)合紡絲技術(shù)的發(fā)展,紡絲速度得到很大提高,對卷繞頭的卷繞速度要求也隨之提高,開發(fā)新型高速卷繞頭成為進(jìn)一步提高紡絲生產(chǎn)效率的當(dāng)務(wù)之急。隨著新型卷繞頭轉(zhuǎn)速越來越快,振動問題成為卷繞頭設(shè)計中的關(guān)鍵問題,過大振動會造成構(gòu)件的疲勞破壞,直接影響卷繞頭的使用壽命,同時還會影響紡絲質(zhì)量。本文以卷繞頭為研究對象,利用ansys建立其有限元模型,對不同絲餅直徑進(jìn)行模態(tài)分析,得到卷繞頭各階固有頻率及振型。將卷繞頭的固有頻率和工作頻率進(jìn)行分析比較,對可能發(fā)生的振動形式進(jìn)行了分析。然后對卷繞頭在不平衡質(zhì)量引起的間諧激勵的作用進(jìn)行諧響應(yīng)分析,研究在不同的激振頻率下的振動響應(yīng),并得出兩種不同阻尼系數(shù)下的位移和應(yīng)力響應(yīng),對比不同阻尼系數(shù)下的響應(yīng),發(fā)現(xiàn)振動響應(yīng)的最大值對阻尼系數(shù)非常敏感,在共振區(qū)域,阻尼的增加可以使振動響應(yīng)大大減小,而在遠(yuǎn)離共振的區(qū)域,阻尼的影響則不大。最后,對不同直徑絲餅在工作轉(zhuǎn)速下的響應(yīng)進(jìn)行研究,得到危險位置的最大應(yīng)力響應(yīng)。再由Basquin方程和疲勞損傷累積理論,得出其疲勞壽命計算公式,通過數(shù)值積分計算得到卷繞頭的總損傷,最終得到疲勞壽命。研究發(fā)現(xiàn)通過增加阻尼減少振動能夠使卷繞頭達(dá)到使用壽命要求。本文為新型高速卷繞頭的優(yōu)化設(shè)計及安全使用提供了可靠的理論依據(jù),同時也為卷繞頭疲勞壽命評估建立了一套有效可行的方法。
[Abstract]:Winding head is one of the most important unit machines in chemical fiber spinning equipment, which is directly related to the development of high speed spinning technology. In recent years, with the development of high-speed spinning combined spinning technology, the spinning speed has been greatly improved, and the requirements for winding speed of the winding head have also been raised. Therefore, the development of a new type of high-speed winding head has become an urgent task to further improve the spinning production efficiency. With the speed of the new winding head becoming faster and faster, the vibration problem becomes the key problem in the design of the winding head. Excessive vibration will cause the fatigue damage of the component, which will directly affect the service life of the winding head and the spinning quality at the same time. In this paper, the finite element model of the coiling head is established by using ansys, and the modal analysis of different fillet diameters is carried out, and the natural frequencies and modes of the winding head are obtained. The natural frequency and working frequency of the winding head are analyzed and the possible vibration forms are analyzed. Then the harmonic response of the winding head induced by the unbalanced mass is analyzed, the vibration response of the winding head under different excitation frequencies is studied, and the displacement and stress responses under two different damping coefficients are obtained. Compared with the response under different damping coefficients, it is found that the maximum value of vibration response is very sensitive to the damping coefficient. In the resonance region, the increase of damping can greatly reduce the vibration response, but in the region far away from the resonance, the effect of damping is not significant. Finally, the response of silk cake with different diameters at working speed is studied, and the maximum stress response at dangerous position is obtained. Based on the Basquin equation and the fatigue damage accumulation theory, the fatigue life formula is obtained, and the total damage of the winding head is obtained by numerical integral calculation, and finally the fatigue life is obtained. It is found that the winding head can meet the service life requirement by increasing damping and reducing vibration. This paper provides a reliable theoretical basis for the optimization design and safe use of a new type of high speed winding head, and establishes a set of effective and feasible methods for evaluating the fatigue life of the winding head.
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ340.5;O346.2

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 丁群,鄭曉陽,謝基龍;譜載荷下疲勞壽命的累積破壞率法研究[J];力學(xué)與實踐;2000年03期

2 濮進(jìn);長壽命區(qū)疲勞壽命概率分布[J];機械強度;2001年01期

3 鄒嶸,倪侃,張圣坤;疲勞壽命的隨機-模糊估計方法[J];船舶力學(xué);2001年05期

4 王剛,程燕平,程靳;利用間隙元的方法計算和分析疲勞壽命[J];計算力學(xué)學(xué)報;2002年01期

5 阿合買提江.買買提;對材料的疲勞壽命進(jìn)行統(tǒng)計分析估計存活概率[J];新疆師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年03期

6 王榮祥;張大勇;岳前進(jìn);劉圓;;基于現(xiàn)場監(jiān)測的抗冰平臺疲勞壽命估計[J];海洋工程;2008年03期

7 章向明;陳禮威;楊少紅;許陸文;;含裂紋鋼板復(fù)合材料修補疲勞壽命數(shù)值分析[J];海軍工程大學(xué)學(xué)報;2008年04期

8 盧明章;趙海軍;崔明芳;;模糊疲勞壽命均值及其隸屬函數(shù)研究[J];機械強度;2010年04期

9 魏忠良;陳玉振;岳振興;;傳動齒輪疲勞壽命的仿真分析[J];電子機械工程;2010年06期

10 夏念國;王釗;;某型飛機單機壽命監(jiān)控技術(shù)研究[J];新技術(shù)新工藝;2011年09期

相關(guān)會議論文 前10條

1 喬揚;陳海波;;高頻噪聲激勵的結(jié)構(gòu)聲振疲勞壽命預(yù)報[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

2 王茜;高建嶺;張宏濤;;復(fù)合材料修復(fù)含裂紋管道的疲勞壽命估計方法[A];北京力學(xué)會第17屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

3 劉志遠(yuǎn);楊慶生;;有缺陷的薄壁圓筒疲勞數(shù)值模擬[A];北京力學(xué)會第15屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2009年

4 張偉;盧芳云;楊凱;魏東;;飛機結(jié)構(gòu)損傷光固化復(fù)合材料疲勞壽命研究[A];第四屆全國爆炸力學(xué)實驗技術(shù)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

5 李輝;王佰超;張大舜;姜合萍;;扭力軸疲勞壽命影響因素分析[A];全國先進(jìn)制造技術(shù)高層論壇暨第八屆制造業(yè)自動化與信息化技術(shù)研討會論文集[C];2009年

6 張蕾;陳群志;宋恩鵬;;預(yù)腐蝕對某型飛機42框橫梁疲勞壽命的影響[A];第七屆全國MTS材料試驗學(xué)術(shù)會議論文集（二）[C];2007年

7 王逾涯;張蕾;陳群志;崔常京;;帶孔鈦合金壁板模擬件疲勞壽命研究[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

8 冀亞鋒;張宏;畢宗岳;鮮林云;曹艷彬;王娣;王麗;;連續(xù)管井口疲勞壽命預(yù)測方法研究[A];2011年石油裝備學(xué)術(shù)研討會論文專輯[C];2011年

9 馬常亮;朱親強;張憲政;王波;;鉚釘邊距對搭接件疲勞壽命的影響[A];2013年中國航空學(xué)會結(jié)構(gòu)強度專業(yè)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2013年

10 趙思聰;謝季佳;武曉雷;;表層梯度硬化材料的接觸疲勞模型分析[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 重慶大學(xué) 龔士弘 盛光敏;震區(qū)用鋼知識問答[N];中國冶金報;2002年

2 林立恒;閥門彈簧用線材特點[N];世界金屬導(dǎo)報;2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 石燕棟;鋁合金點焊接頭疲勞性能與壽命預(yù)測方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

2 段小成;變幅載荷下橡膠隔振器高溫疲勞試驗與建模方法研究[D];華南理工大學(xué);2016年

3 伍希志;CFRP修復(fù)裂紋鋼板的粘接和疲勞性能研究[D];湖南大學(xué);2016年

4 奚蔚;缺口件疲勞壽命分布及參數(shù)敏度分析[D];南京航空航天大學(xué);2012年

5 蔡福海;起重機桁架臂疲勞壽命與可靠性研究[D];大連理工大學(xué);2014年

6 閆曉亮;高速滾動軸承的混合潤滑性能及疲勞壽命研究[D];北京理工大學(xué);2014年

7 段紅燕;不同載荷下缺口參數(shù)對軸類零件低周疲勞壽命的影響[D];蘭州理工大學(xué);2009年

8 鄭淳;基于斷裂力學(xué)的公路鋼橋疲勞壽命可靠度方法研究[D];華南理工大學(xué);2013年

9 彎艷玲;蜻蜓翅翼三維空間結(jié)構(gòu)的動力學(xué)與疲勞壽命研究[D];吉林大學(xué);2010年

10 肖建清;循環(huán)荷載作用下巖石疲勞特性的理論與實驗研究[D];中南大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王聰;鋼桁梁斜腹桿過焊孔細(xì)節(jié)的疲勞性能與疲勞壽命評估[D];西南交通大學(xué);2015年

2 牟星s，

本文編號：2261130