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《河北工程大学》 2017年
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GPS1431型振动筛的动态仿真与结构动力学分析

吴晗  
【摘要】:现在的选煤厂都在广泛使用振动筛分设备,用振动筛进行筛分是处理煤炭的重要环节,在煤炭的加工、筛分过程中起到了关键作用。本文首先介绍了振动筛分设备的现状,并对振动筛分设备的研究和发展趋势做了比较细致的阐述。本文的研究对象是GPS1431型振动筛,实地调研该振动筛筛箱的尺寸与工作性能,计算其相关系数,得到振动筛运行的动力学与运动学相关参数,再对该振动筛运用Solidworks软件进行建模,能够得到该振动筛的三维实体模型。对该振动筛进行虚拟样机动态仿真,运用Adams运动仿真软件可以得到仿真时振动筛筛箱关键点的速度、加速度与位移曲线,并与现场试验、理论计算的结果进行比较,得到的结论是给出的参数与设计标准是完全相符的。对GPS1431型振动筛进行静力学分析,建立筛箱的力学模型,分析筛箱的载荷类型,并计算出载荷大小。以载荷量作为根据,对筛箱的关键部件采用ANSYS软件做静力学分析,施加载荷和约束,可以得到筛箱的应力分布图和位移变形图,由该结果可以得出筛箱的总体结构比较合理,强度合适。对GPS1431型振动筛进行动力学分析,对筛箱做相应的简化后分别进行模态分析和谐响应分析。在模态分析的过程中,可以得出振动筛筛箱前10阶振型,了解振动筛的振动形态;在谐响应分析的过程中,可以得出筛箱在0-100Hz频率下的变形、应力和加速度响应,得出该筛箱在工况下存在的不足之处。综合以上结构力学分析结果,对该振动筛筛箱进行结构优化,得出相应的振型图和响应图,分析可得优化之后该振动筛的安全性能更高,使用寿命更长。
【关键词】:振动筛 运动仿真 结构力学分析 模态分析 谐响应分析 结构优化
【学位授予单位】:河北工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD452
【目录】:
  • 摘要6-7
  • Abstract7-10
  • 第1章 绪论10-17
  • 1.1 课题的研究背景及意义10-11
  • 1.2 振动筛的国内外研究现状与发展趋势11-15
  • 1.2.1 振动筛国外研究现状11-12
  • 1.2.2 振动筛国内研究现状12-13
  • 1.2.3 振动筛强度计算理论的发展13
  • 1.2.4 筛分机械趋势13-15
  • 1.3 本课题的研究目的、研究内容及方案15-17
  • 1.3.1 本文的主要研究内容和方案15-16
  • 1.3.2 论文的结构安排16-17
  • 第2章 GPS1431型振动筛筛箱的三维实体建模17-29
  • 2.1 大型直线振动筛的主要结构17-20
  • 2.2 振动筛力学模型的建立20-23
  • 2.2.1 强迫振动20-21
  • 2.2.2 建立振动筛的力学模型21-23
  • 2.2.3 振动筛系统的振动方程23
  • 2.3 振动筛的基本参数选择23-25
  • 2.4 GPS1431直线振动筛筛箱三维实体模型建立25-28
  • 2.4.1 GPS1431直线型振动筛虚拟装配25-26
  • 2.4.2 GPS1431直线型振动筛模型的简化26-28
  • 2.5 本章小结28-29
  • 第3章 GPS1431型振动筛的运动仿真分析29-37
  • 3.1 虚拟样机技术29-30
  • 3.2 GPS1431型振动筛动态仿真30-33
  • 3.2.1 三维模型导入30-31
  • 3.2.2 三维仿真模型的约束31-33
  • 3.3 GPS1431型振动筛动态仿真结果33-35
  • 3.4 本章小结35-37
  • 第4章 GPS1431型振动筛筛箱的有限元分析37-50
  • 4.1 有限元基本理论37-40
  • 4.1.1 有限元特性分析37-39
  • 4.1.2 有限元方法的分析过程39-40
  • 4.2 GPS1431型振动筛的有限元模型的建立40-46
  • 4.2.1 导入振动筛三维模型40-41
  • 4.2.2 确定模型单元属性41-44
  • 4.2.3 确定模型材料特性44-45
  • 4.2.4 三维模型网格划分45-46
  • 4.3 GPS1431型振动筛的静力学分析46-49
  • 4.3.1 GPS1431型振动筛的线性静力分析46
  • 4.3.2 筛箱结构的载荷施加46
  • 4.3.3 筛箱的边界约束46-47
  • 4.3.4 GPS1431型振动筛筛箱的静力学分析结果47-49
  • 4.4 本章小结49-50
  • 第5章 GPS1431型振动筛筛箱的动力学分析50-73
  • 5.1 GPS1431型振动筛筛箱的模态分析50-58
  • 5.1.1 模态分析的理论基础50-52
  • 5.1.2 GPS1431型振动筛筛箱的模态分析52-53
  • 5.1.3 GPS1431型振动筛筛箱的模态分析结果53-58
  • 5.2 GPS1431型振动筛筛箱的谐响应分析58-63
  • 5.2.1 谐响应分析理论依据58-60
  • 5.2.2 GPS1431型振动筛筛箱谐响应分析结果60-63
  • 5.3 GPS1431型振动筛筛箱的结构优化63-72
  • 5.3.1 筛箱结构优化设计63-64
  • 5.3.2 优化后筛箱模态分析64-69
  • 5.3.3 优化后筛箱的谐响应分析69-72
  • 5.4 本章小结72-73
  • 结论与展望73-75
  • 致谢75-76
  • 参考文献76-79
  • 作者简介79
  • 攻读硕士学位期间发表的论文79-80

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1 吴晗;GPS1431型振动筛的动态仿真与结构动力学分析[D];河北工程大学;2017年
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