傳統的疲勞壽命預測主要針對具體的物理樣機進行試驗,耗費大量的人力、物力、財力。而且,如果物理樣機試驗不合格,還要重新設計,反復試驗,直至合格。這樣造成大量浪費,開發和測試成本大大提高。隨著計算機技術的發展,特別是動力學仿真技術和有限元技術的發展,使得其應用于產品疲勞壽命分析成為可能,克服了傳統試驗法的不足。
本文借鑒國內外大量的虛擬疲勞耐久性集成化仿真方法,以某大型直線振動篩為研究對象,對其下橫梁和側板進行了疲勞壽命分析。首先利用Pro/E對某大型振動篩零部件進行三維實體建模、組裝和干涉檢查;然后,利用動力學仿真軟件MSC.ADAMS建立了振動篩的多剛體動力學模型,對其進行仿真分析,獲得位移、速度、力等信息,為下橫梁、側板的剛柔耦合動力學分析提供了剛體模型;利用有限元前后處理器MSC.PATRAN,求解器MSC.NASTRAN分別對下橫梁和側板進行自由模態分析,獲得固有頻率和固有振型,為疲勞壽命分析提供了模態信息和柔性體;而后,在MSC.ADAMS中,分別建立了以下橫梁、側板為柔性體,其它零部件為剛性體的剛柔耦合動力學模型,為疲勞壽命分析的載荷譜提供了模態位移;最后,在疲勞分析軟件MSC.FATIGUE中,根據材料的S-N曲線,利用模態應力恢復法分別對下橫梁和側板進行疲勞壽命分析,獲得其疲勞壽命云圖和結構危險部位。
通過對該振動篩疲勞壽命分析結果與實際破壞情況相比較,二者相互吻合,說明這種虛擬疲勞耐久性集成化分析系統應用于振動篩的疲勞壽命分析是可行的,它能夠減少物理樣機的數量,縮短產品的開發周期,進而降低開發成本,提高市場競爭力。同時,本文的研究對振動篩的可靠性設計具有一定的參考和借鑒價值。
目錄概覽 直線振動篩的疲勞壽命分析 目次
封面
文摘
英文文摘
+第一章 緒 論
1.1研究背景及意義
+1.2國內外研究動態
1.2.1直線振動篩強度的研究現狀
1.2.2基于計算機技術的疲勞壽命的研究動態
+1.3本文主要研究內容及技術路線
1.3.1主要研究內容
1.3.2技術路線
+第二章 直線振動篩疲勞強度研究
2.1疲勞簡介
+2.2直線振動篩疲勞分析基礎理論
2.2.1振動篩疲勞類型和疲勞壽命預測方法的確定
2.2.2名義應力法
2.2.3材料S-N曲線
2.2.4疲勞累積損傷理論
+2.3直線振動篩的虛擬疲勞壽命分析
2.3.1虛擬疲勞壽命分析流程及實現過程
2.3.2直線振動篩虛擬疲勞壽命分析的流程
2.4本章小結
+第三章 直線振動篩的結構、工作原理及力學模型建立
3.1直線振動篩結構
3.2直線振動篩的工作原理
3.3直線振動篩運動學參數的選擇
3.4直線振動篩力學模型的建立
3.5直線振動篩的動力學計算
3.6本章小結
+第四章 直線振動篩的動力學仿真分析
+4.1概述
4.1.1多體系統動力學簡介
4.1.2 ADAMS模塊功能及仿真計算流程
4.2創建振動篩三維實體模型
+4.3創建直線振動篩動力學仿真模型
4.3.1模型導入
4.3.2創建約束副、驅動及載荷
4.3.3模型檢驗及仿真分析
4.4仿真結果分析
4.5本章小結
+第五章 直線振動篩零部件的模態分析
+5.1振動篩零部件模態分析的理論基礎
5.1.1模態分析理論
5.1.2振動篩系統的固有頻率和振型
5.1.3模態分析軟件及步驟
+5.2振動篩下橫梁模態分析
5.2.1下橫梁有限元模型的建立
5.2.2下橫梁模態分析結果
5.3振動篩側板模態分析
5.4本章小結
+第六章 直線振動篩疲勞壽命分析
6.1MSC.Fatigue疲勞分析軟件簡介
+6.2下橫梁的剛柔耦合動力學仿真
6.2.1ADAMS/Flex簡介
6.2.2下橫梁剛柔耦合動力學仿真
+6.3下橫梁的疲勞壽命分析
6.3.1模態載荷譜
6.3.2材料的疲勞屬性
6.3.3疲勞壽命分析
6.3.4疲勞結果分析與驗證
6.4側板的疲勞壽命分析
6.5本章小結
+第七章 總結與展望
7.1本文總結
7.2工作展望
參考文獻
致 謝
攻讀碩士學位期間發表的論文