薄煤层采煤机截割部壳体疲劳可靠性分析

截割部壳体作为采煤机的关键零件,其疲劳寿命可靠性对采煤机的可靠性有着重要的影响。基于刚柔耦合虚拟样机技术,构建了采煤机联合仿真平台。分析得到了截割部壳体的等效应力值为234.984 6 MPa,为疲劳寿命分析提供数据支撑。基于应力-强度干涉理论、对数正态分布、蒙特卡洛法和疲劳寿命分析方法,得到了壳体的疲劳寿命可靠度。分析滚筒转速和牵引速度对滚筒装煤率及疲劳寿命可靠度的影响,分析结果可为采煤机关键件的可靠性研究提供理论基础与数据支撑。     

薄煤层采煤机摇臂减速器的可靠性研究

以薄煤层采煤机摇臂减速器为例,进行了基于ANSYS/PDS模块的三维动态齿轮齿根弯曲强度可靠性分析。研究了在不同工况下,齿根应力、安全系数和可靠性三者之间的关系。通过与MATLAB数值计算结果对比,验证了有限元法求解可靠度的准确性。通过对齿轮灵敏度的分析,确定了影响齿轮可靠度的主要因素,为进一步对齿轮优化设计提供参考。     

齿轮单齿弯曲疲劳强度试验夹具

在齿轮传动中,轮齿折断是一种主要的失效形式,研究提高齿轮的抗弯强度,对于延长齿轮的使用寿命有着重要的意义。为了检验和改进轮齿的抗弯强度,就必须对齿轮传动进行轮齿弯曲强度方面的试验研究。轮齿弯曲强度试验装置可分为弯曲静强度试验装置,弯曲冲击强度试验装置和弯曲疲劳强度试验装置。由于运转的轮齿都是受变载荷作用,所以弯曲疲劳试验是最主要的。轮齿以受脉动循环变化应力即单向循环弯曲为最常见,所以在疲劳试验中又以单向的弯曲疲劳试     

构件疲劳破坏的数值模拟分析

简单介绍了基于有限元分析结果进行疲劳寿命估算的基本理论和思路 ,运用ANSYS程序对一典型构件进行有限元数值模拟 ,得到应力强度因子 ,并进行了疲劳寿命估算。得出不同裂纹长度的应力强度因子幅值、裂纹扩展率和疲劳寿命。分析结果与用解析法的计算结果基本相近 ,同时体现了有限元法在构件疲劳寿命评估和“损伤容限”设计领域的优越性和可靠性     

JS40矿用减速器齿轮传动系统的可靠性分析

以JS40型圆锥圆柱齿轮减速器的二级圆柱齿轮为研究对象,考虑齿轮强度变量的随机性和分布类型,利用蒙特卡洛法对随机变量发生伪随机数,得到计算应力和许用应力的频率直方图,模拟了齿轮的计算弯曲应力与计算接触应力、许用弯曲应力与许用接触应力的分布类型,得出了相关可靠度。齿轮计算弯曲应力服从正态分布,许用弯曲应力服从对数正态分布;齿轮计算接触应力服从正态分布,许用接触应力服从对数正态分布;模拟次数越多,可靠度误差越小,模拟次数达到10 000以上可靠度趋于稳定,并与多模式失效相关理论计算的可靠度进行了对比。     

采煤机截割部电机扭矩轴断裂可靠性分析

扭矩轴是联接电机和传动系统的关键零件,采煤机受载过大时,扭矩轴在卸荷槽处折断以保护采煤机截割部。结合采煤机工况,利用ADAMS和ANSYS对扭矩轴进行分析,得到了扭矩轴最大剪切应力值、时刻和位置。基于刚柔耦合仿真结果,分析得到了扭矩轴Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型应力强度因子。基于可靠性理论,构建以应力强度因子-材料断裂韧度干涉公式,得到扭矩轴的断裂可靠度和断裂疲劳寿命可靠度。     

截尾分布下矿山工程可靠度的计算方法研究

针对目前对随机变量取值为-∞-＋∞这种不符合岩土工程的实际情况，借助理论分布，提出了两端截尾分布的截尾分布应力——强度干涉模型，并利用该干涉模型建立了岩土工程可靠度的计算公式．在此基础上，研究了应力、强度同时服从截尾正态分布下的岩土工程可靠度，应用该方法对湖南某矿进行了可靠度的计算，得出截尾分布下的可靠度值比一般理论情况下的可靠度值大．     

基于盲数理论的车架结构可靠性计算

基于未确知理论中盲数的概念和运算规则,建立了盲数强度应力可靠度计算模型,并用LabVIEW语言编写了相应的计算程序。通过车架的实际静强度盲数可靠度计算,并与传统车架静强度可靠度设计进行了对比分析,验证了模型的有效性和实用性。     

基于有限元法的压风机罐体应力评定与疲劳分析

针对井下压风机的高压承载安全问题,基于有限元法,利用ANSYS/Workbench软件对压风机罐体的承压状态进行了应力评定及疲劳分析。根据压力容器分析设计标准(JB4732),校验得出罐体一次总体薄膜应力、一次加二次应力强度均小于许用值;通过对罐体循环载荷作用下的疲劳特性模拟仿真,得出该设备运行达到设计循环次数时,未发生疲劳破坏。     

基于CAE的桥壳结构分析与改进

将有限元法与试验技术相结合对某运输车后桥壳的结构性能进行了研究。建立了以板单元为基本单元的桥壳有限元模型,通过模拟相关行业标准规定的台架试验,验证了其垂直弯曲刚度和垂直弯曲静强度;通过线性静态分析获得了3种工况下桥壳的变形及应力分布情况,并依据仿真分析结果提出了结构改进方案,改进后的桥壳质量有所降低、性能有所提升。     

冲击荷载下缺陷岩体动态断裂行为数值研究

:为了深入研究冲击荷载下缺陷(空孔)对裂纹扩展行为的影响,基于含空孔三点弯曲梁动态断裂焦散试验的研究基础,利用 ABAQUS数值模拟方法和等效积分区域法分别对动态荷载下含空孔三点弯曲梁的裂纹扩展行为和起裂瞬间应力强度因子进行了研究.结果表明:基于数值模拟方法得到的裂纹扩展路径与实验结果基本吻合,采用等效积分区域法计算得到起裂处的应力强度因子准确性较高.等效积分区域法在 ABAQUS的应用对断裂行为研究具有很好的适用性,进一步丰富了存在缺陷(空孔)岩体在冲击荷载下的断裂行为的研究方法.     

高水平应力对复合顶板巷道稳定性影响的分析

水平应力是影响巷道围岩稳定的重要因素,采用纵横弯曲理论及其数值模拟的方法分析研究水平应力对复合顶板离层、煤层巷道围岩的位移及其应力分布状态的影响。研究结果表明:水平应力可使顶板的岩层的弯曲变形量增加,且水平应力越大,岩层的弯曲变形量越大,巷道顶底板的变形破坏程度大于巷帮的变形破坏程度。     

销轴强度分析及优化设计

利用多体动力学软件确定销轴的最大受力及位置，利用有限元分析软件对销轴进行了强度分析，利用疲劳模块对销轴进行了疲劳寿命分析，发现销轴存在应力集中、受力不均匀及疲劳寿命不高等问题。基于理论分析法确定了销轴强度及疲劳寿命的影响因素，并对结构进行了优化设计。结果表明，优化后的销轴应力分布、应力集中情况均有改善，且沿圆周方向无应力集中现象，疲劳安全系数高。     

激光沉积TA15钛合金裂纹扩展行为研究

采用标准CT试样测定了激光沉积TA15钛合金疲劳裂纹扩展速率,结合微观组织、裂纹扩展路径以及断口形貌分析疲劳裂纹扩展机理;并基于ABAQUS与FRANC 3D联合仿真的方法,模拟裂纹尖端应力强度因子并进行寿命预测。结果表明激光沉积制造态的裂纹扩展速率低于锻造态,裂纹主要穿过片状α相(),少量沿扩展,稳定扩展区清晰可见疲劳条纹,并伴随大量的二次裂纹,瞬断区为典型的韧性断裂。另一方面ABAQUS与FRANC 3D联合仿真计算的应力强度因子与理论值吻合较好,预测寿命相对误差低于5%,且证实了预测结果保守,验证了模拟分析的可靠性,确保了工程应用中的安全性。     

基于TCK的钢丝绳弯曲疲劳检测系统的设计

为了检测钢丝绳弯曲疲劳对钢丝绳使用寿命的影响,自制了钢丝绳弯曲疲劳试验机,基于TCK钢丝绳损伤定量检测仪设计了钢丝绳弯曲疲劳损伤检测系统,对钢丝绳弯曲疲劳段进行损伤检测,实现了疲劳损伤参数的采集及分析。     

薄煤层采煤机单轮行走箱导向滑靴的结构设计与分析

针对薄煤层采煤机单轮行走箱分体式导向滑靴存在的问题,进行整体式导向滑靴结构改进设计,并采用有限元分析方法对其进行静强度和疲劳强度分析。仿真结果表明整体式导向滑靴满足刮板输送机溜槽水平弯曲1°,垂直弯曲3°的设计要求。滑靴双耳薄弱处最大应力远小于屈服极限,安全系数1.983,疲劳寿命显著提高,现场实际使用情况进一步验证改进结构的合理性。     

基于断裂力学理论的结构裂纹扩展机理分析

阐述了断裂力学理论的研究现状及应用范围,同时基于断裂力学理论,对结构断裂的扩展机理进行分析,论述了3种不同裂纹类型的应力强度因子对裂纹扩展的影响。同时,利用有限元分析软件Abaqus设立位移增量分析步,对裂纹扩展全过程进行模拟,并运用断裂力学理论对结构断裂的扩展过程进行更详细分析。研究结果表明:结构中裂纹扩展与否,与裂纹的应力强度因子有着必然联系,当裂纹的应力强度因子大于其断裂韧性时,裂纹将发生扩展。     

边坡稳定性因素敏感性分析及可靠度研究

结合定值法和不确定方法,研究了边坡稳定性因素的敏感性及参数对可靠度的影响规律。在GeoStudio有限元应力法的基础上,提出一种新的耦合分析方法对均质边坡进行敏感性分析;根据定值法分析结果,采用蒙特卡罗法研究了不同随机变量的变异性和强度参数相关性对可靠度的影响规律。结果表明,边坡稳定性影响因素的敏感性顺序依次为:粘聚力、内摩擦角、坡高、容重和坡角。可靠度指标和失效概率随变异系数及c-φ相关系数的变化呈现规律性。假设参数变异性一定时,将敏感性较大的因素作为随机变量,计算得到的可靠度指标较小,失效概率较大。因此在可靠性分析之前进行因素的敏感性分析,再根据参数变异性及相关性对可靠指标的影响规律选取随机变量,分析结果更合理。     

大型直线振动筛的疲劳寿命及可靠性分析

运用多轴疲劳分析的临界平面法对大型直线振动筛进行了疲劳寿命数值分析,利用电测法测得相似模型筛疲劳危险节点的动应变,并与仿真结果进行对比,验证分析结果的有效性和精确度。运用应力-强度干涉模型对振动筛的疲劳可靠性进行了预测计算,并分析了表面加工质量对振动筛疲劳可靠性的影响程度。实验验证了数值分析结果的有效性和较高的精确度,结果表明大型直线振动筛整体结构的疲劳寿命能够达到预期设计寿命,但振动筛体的侧板、横梁的局部位置疲劳可靠性较低。     

大型跳汰机机体有限元分析

为更好地指导跳汰机大型化过程中的机体设计并检验当前设计的合理性,以现30 m2三段跳汰机为研究对象,通过理论计算得出机体空气小庙内的低压风风压以及机体的许用疲劳应力,并以此为基础进行了有限元分析。结果表明：考虑安全系数,空气小庙内的低压风风压为35 427.6 Pa,机体许用弯曲疲劳应力为214 MPa;此条件下,当跳汰机机体钢板厚度为8 mm,且间隔750 mm加设筋板时,机体最大等效应力为69.7 MPa,最大变形为0.9 mm,机体结构安全,满足强度和刚度要求;若跳汰机大型化过程中,机体受到的空气压力变化较小,那么只要间隔一定距离加设筋板,机体就可以满足强度和刚度要求。研究结果为跳汰机进一步大型化提供了一定的理论支撑。