反共振振动筛的几个关键技术及仿真研究

论文摘要

振动机械的应用十分广泛,反共振振动机械比传统的振动机械有更好的工作性能。虽然反共振振动理论得到了很多的研究,但是用于生产实践的反共振振动机械还不成熟。反共振振动机械是一类新型的振动机械,它以反共振原理为基础,当工作在反共振点时,其对应的隔振系统振幅将为极小值,而工作机体却可正常工作。反共振振动机械具有比传统的振动机械更大的优越性,现已成为人们研究的热点。本文以反共振振动筛为研究对象,针对设计制造过程中的几个关键技术进行了仿真研究,并对某些结构作了改进。首先,设计了两种振动筛结构,通过有限元静力学分析确定了哪种结构能更好的满足制造工艺及使用要求,检验结构设计的合理性,对不合理的结构进行改进。之后利用有限元方法对振动筛进行动力学分析。包括利用谐响应分析预测反共振点的位置；之后在反共振频率下,进行简谐力作用下的振动筛的瞬态分析,观察反共振现象及动态应力。由于传统的静力学分析方法存在一定的不足,因此实验了两种新的静力学分析的方法,并比较了三种方法的计算结果。整体分析时对板弹簧座结构作了简化,因此计算获得的板弹簧应力不准确,为获得板弹簧座的准确应力情况,单独对板弹簧组件进行了分析。之后根据分析结果对结构进行了疲劳寿命计算。最后,研究了一种金属橡胶复合板弹簧,对其动刚度、静刚度、应力的变化情况进行了分析计算。计算结果表明,复合弹簧的刚度有较大增加,刚度随着橡胶材料的硬度增大而增大,且在工作情况下刚度仍呈线性关系。因此,在满足刚度、应力要求的情况下应用复合弹簧可以减小弹簧的厚度,有利于结构的紧凑。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 机械振动利用工程概述
• 1.1.2 反共振振动机研究的意义
• 1.2 反共振理论的发展和应用
• 1.2.1 反共振理论的发展
• 1.2.2 反共振理论的应用
• 1.3 有限元分析概述
• 1.4 本课题研究内容
• 第2章 振动筛结构设计
• 2.1 振动筛结构设计
• 2.1.1 上质体结构设计
• 2.1.2 下质体结构设计
• 2.2 振动筛结构静力学分析
• 2.2.1 上质体分析
• 2.2.2 下质体分析
• 2.3 振动筛结构动力学分析
• 2.3.1 振动筛整体谐响应分析
• 2.3.2 振动筛整体瞬态动力学分析
• 2.4 板弹簧组件有限元分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 结构分析的两种新方法
• 3.1 惯性释放方法应力分析
• 3.1.1 惯性释放的基本原理
• 3.1.2 应用惯性释放原理对下质体进行有限元分析
• 3.2 考虑材料的应变强化的方法进行结构分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 振动筛的疲劳寿命分析
• 4.1 影响疲劳强度的因素
• 4.1.1 应力集中的影响
• 4.1.2 尺寸的影响
• 4.1.3 表面状态的影响
• 4.1.4 载荷影响
• 4.2 S-N曲线的修正及疲劳计算
• 4.3 本章小结
• 第5章 复合板弹簧设计与分析
• 5.1 复合板弹簧结构
• 5.2 橡胶材料的本构关系
• 5.2.1 橡胶材料的Mooney-Rivilin模型
• 5.2.2 橡胶Mooney-Rivilin模型材料参数的估算
• 5.3 弹簧的结构与刚度分析
• 5.3.1 板弹簧的刚度与强度计算
• 5.3.2 金属板弹簧静刚度分析
• 5.3.3 复合板弹簧静刚度分析
• 5.4 两种弹簧动刚度分析
• 5.4.1 金属板弹簧的动刚度分析
• 5.4.2 金属橡胶复合板弹簧的动刚度分析
• 5.4.3 橡胶材料的硬度对弹簧固有频率的影响
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢