关键词:
惯性往复振动机械
结构动力学分析
结构优化设计
摘要:
惯性往复振动机械应用的极为广泛,在许多行业中都有它的身影,例如矿山、冶金、粮食加工、公共交通等。目前对该类机械的设计大多仍然采用经验与简单计算相结合的方法,这样的设计方法适用于小型设备,随着生产的发展、企业规模的扩大,振动设备的大型化、自动化程度越来越高,传统设计方法已经不能满足要求。通过机构动力学和结构动力学分析,对惯性往复振动机械进行动态设计很有必要。
本文针对课题中的惯性往复振动机械进行了机构动力学分析方面的总结和结构动力学分析工作,并对结构进行了改进设计,取得了如下成果:
1.总结了目前惯性往复振动机械机构动力学方面的研究成果,得到了动载荷的计算方法或确定原则。应用拉格朗日方程建立惯性往复振动机械的数学模型,将数学模型化为状态方程形式,与电机的状态方程构成了机电耦合模型。通过对机电耦合模型进行数值求解,得出了惯性往复振动机械从启动到稳态工作过程中的振动曲线和所受的载荷情况,为进行结构动力学分析奠定了基础。
2.建立了典型惯性往复振动机械振动筛的有限元模型,通过对该模型进行模态分析和动力响应分析,得出了结构的前12阶模态和位移、应力及应变的时间历程分布,验证了结构的刚、强度,为进行结构的改进设计提供了依据。
3.在结构动力学分析的基础上,通过探求合理的结构形式及选用合适的零件材料,在保证结构刚、强度的前提下,较大的减轻了系统的质量,获得了较好的效果。
4.为惯性往复振动机械的动态设计提供了行之有效的途径,同时为相似产品的设计提供了借鉴。