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礦用振動篩在運行中不可避免的大量隨機因素

礦用振動篩整體結構的製造、安裝、運行等環節中,不可避免的存在著大量隨機因素,主要包括:

    (1)結構材料隨機性,包括材料彈性模量、泊鬆比、密度、屈服強度、強度等隨機性;

    (2)幾何隨機性,如橫梁長度、截麵麵積、側板厚度等結構幾何尺寸的隨機性;

    (3)初始條件及邊界條件隨機性;

    (4)激勵隨機性。

    所有這些隨機因素的存在,都將導致礦用振動篩產品在設計完成後,其靜動特性及動態響應等方麵存在不確定性。因此,對高效高可靠性礦用振動篩的研究必須考慮到隨機性,將隨機動力學理論與有限元方法結合,引入到礦用振動篩結構動力學研究中,分析參數不確定性對結構的動力特性、動力響應等方麵的影響,使理論研究結果能真正地反映實際情況,進而提高礦用振動篩設計水平,提高產品質量,確保礦用振動篩安全、可靠運行。

    由於礦用振動篩在製造、安裝、運行等環節中不可避免的存在著大量隨機因素,采用隨機動力學模型更能揭示實際結構存在的隨機因素對動力學特性及響應產生的影響,而現有針對礦用振動篩隨機動力學分析的研究尚未見報道。本文提出了礦用振動篩結構隨機動力學研究課題,主要研究內容如下:

    1、礦用振動篩動力學性能實驗。

(1)進行橡膠彈簧剛度特性實驗。通過實驗得到的載荷變形曲線,研究橡膠彈簧剛度的非線性特性。在實驗數據基礎上,應用應變能理論,研究橡膠彈簧的非線性本構方程及其非線性有限元分析模型。以實驗分析結果提出的近似剛度區為基礎,建立橡膠彈簧分析的線性替代模型,研究線性模型精度適用範圍。對橡膠彈簧進行阻尼比實驗及密度測試。

(2)礦用振動篩整體結構動力學性能實驗。對礦用振動篩進行模態頻率測試分析,通過對采集的信號進行分析處理,研究礦用振動篩結構的模態頻率,為礦用振動篩結構進行直接的動態性能評估,同時為驗證理論及數值模型計算結果的合理性提供依據。

    2、礦用振動篩隨機動力學模型研究。對礦用振動篩隨機結構動力學模型進行研究,將隨機動力學理論與有限元方法結合到一起,建立礦用振動篩隨機動力學有限元分析模型,針對礦用振動篩隨機動力學模型中的關鍵問題,提出梁—殼單元模型,應用建立的梁—殼單元模型,對礦用振動篩結構進行動力學特性及動力學響應分析,將分析結果與實驗結果及傳統實體單元模型模擬結果對比,驗證有限元模型的精度及分析效率。

    3、基於隨機動力學模型礦用振動篩模態頻率變異性分析。應用礦用振動篩隨機動力學模型對礦用振動篩結構進行動力學特性分析,研究橡膠彈簧彈性模量、橡膠彈簧密度、橡膠彈簧泊鬆比、鋼材密度和鋼材彈性模量參數,單獨隨機及同時隨機時,礦用振動篩模態頻率均值及其一階矩意義下和二階矩意義下的變異性定量描述,分析變異性變化規律,並研究模態頻率變
異變化率對參數靈敏程度。

    4、結構參數隨機時礦用振動篩動態響應變異性分析。應用礦用振動篩隨機動力學模型,考慮橡膠彈簧彈性模量、橡膠彈簧密度、橡膠彈簧阻尼、鋼材密度和鋼材彈性模量參數單獨隨機和同時隨機時,研究礦用振動篩各主要結構振幅及動應力隨機響應結果在不同參數隨機條件下的變異規律,分析響應變異變化率對結構參數靈敏程度。

    5、激勵參數隨機時礦用振動篩動態響應變異性分析。應用礦用振動篩隨機動力學模型,考慮偏心塊質量矩、激振力頻率和激振力方向角激勵參數隨機時,研究礦用振動篩各主要結構振幅及動應力隨機響應結果在不同激勵參數隨機條件下的變異規律,分析響應變異變化率對激勵參數靈敏程度。

責任編輯:東源機械

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