提升机主轴疲劳仿真研究

介绍了基于有限元分析结果进行疲劳分析的基本理论，思路及方法，运用ANSYS程序对假定无缺陷和含横向裂纹KJ型双筒提升机主轴进行有限元数值模拟，得到交变应力最大部位，预测了提升机主轴疲劳裂纹萌生寿命和裂纹扩展阶段的疲劳寿命。并得到不同裂纹深度的主轴疲劳寿命。     

裂纹对提升机寿命的影响分析

将JK系列的双滚筒提升机作为分析对象,分析了提升机主轴断裂的原因,同时指出了拓展裂纹研究的意义。通过分析传统提升机主轴强度,发掘传统设计缺陷,为提升机主轴断裂研究提供参考。     

矿井提升机主轴应力应变场研究

对匀速提升、左卷筒提升初始时刻和左卷简提升终了时刻的提升机主轴受力状态进行数值模拟计算，得出3种工况下提升机主轴的应力应变分布规律，为进一步的提升机主轴安全寿命分析提供了理论基础。     

摩擦式提升机主轴装置刚柔耦合分析

针对摩擦提升机提升下放过程中主轴部位最大应力动态变化难掌握的问题,对一种新型摩擦式提升机主轴装置提升-静止-下放过程应力变化特性进行了研究。采用有限元软件ANSYS建立了主摩擦提升机主轴装置静力学分析模型;利用ADAMS离散柔性连接法建立了钢丝绳,结合有限元软件ANSYS建立了摩擦式提升机主轴装置刚柔耦合模型,获得了提升机在一个提升-静止-下放过程中主轴部位的应力云图。研究结果表明:静止阶段主轴应力最小;顺时针加速阶段,导向摩擦提升机主轴取得整个过程中的最大应力;逆时针加速阶段,主摩擦提升机主轴取得整个过程中最大应力;顺时针减速阶段,主摩擦提升机主轴取得提升阶段最大应力;逆时针减速阶段,导向摩擦提升机主轴取得下放阶段最大应力。     

基于ANSYS软件的矿井提升机主轴的数值模拟

利用ANSYS软件建立了矿井提升机主轴的有限元模型,采用将扭矩转化为多个节点上的周向集中栽荷的扭矩施加方法,在多种工况下进行数值模拟计算,实现了主轴静强度和静刚度的校核,得到了主轴的应力应变分布规律,为矿井提升机主轴结构的改进设计、寿命计算等提供了可靠数据。     

不同工况条件下矿井提升机主轴的数值模拟研究

对不同工况条件下矿井提升机主轴的变形和应力演变特征进行了数值模拟研究,同时对数值模拟结果进行了现场实测验证,认为游动卷筒外壳位置所受的应力最大,主轴左侧轴承位置所受的应力最大,二者均满足强度要求,中部轴肩位置变形最大,为0.73 mm,满足主轴的刚度要求;现场实测结果与数值模拟结果较为接近,从而验证了数值模拟的可靠性。     

提升机主轴装置多工况数值模拟及优化

针对现役大型矿井提升机主轴装置筒壳、人孔周边以及主轴上不时有裂纹产生的问题,对主轴装置整体进行典型多工况数值模拟,分析确认其薄弱环节,并结合基于神经网络的响应面法与多目标遗传算法,对薄弱处进行目标驱动优化设计。研究结果表明:主轴装置关键部件卷筒以及主轴的刚度和强度均符合使用要求,但在人孔周边,主轴左轴承处以及卷筒筒壳上均存在明显应力集中,计算结果与主轴装置常见故障基本一致;优化后人孔周边应力减少约11.37%。研究方法与成果可被企业设计部门用作校核主轴装置结构设计可靠性以及解决人孔开裂问题的可行参考,同时也为同类工程机械设计提供了方法,具有推广意义。     

大型矿井提升机主轴装置的研究

以矿井单绳缠绕式提升机主轴装置为研究对象,利用三维软件建立了实体模型,导入到AnsysWorkbench中进行了仿真分析。对主轴装置中最重要的零件主轴进行了静力学仿真,结果表明主轴的强度和刚度均能满足使用要求;对主轴装置整体进行了疲劳寿命分析,确定了疲劳寿命循环次数可以满足使用要求;对主轴装置进行了模态分析,为提高提升机运行效率提供了一定理论依据。     

基于固定方差展开的提升机主轴装置可靠性优化设计

针对概率信息不完备条件下提升机主轴装置的可靠性优化设计问题,提出了一种基于固定方差展开的提升机主轴装置可靠性优化设计方法,首先,通过将提升机主轴装置强度失效的可靠性功能函数进行方差展开,获得了可靠性功能函数的前三阶矩;其次,采用基于矩的鞍点逼近方法,计算得到了主轴装置的失效概率;最后,结合优化设计方法,建立了以可靠度为...     

双滚筒缠绕式提升机主轴装置轴瓦更换方案

对在用提升机长期运转，由于主轴轴向窜量引起的轴瓦端面磨损导致主轴游动量增加，给提升机的正常运行及制动带来很大隐患。通过更换轴瓦来保证主轴窜量在设备技术文件规定值内，有效解决提升机的正常运行及制动问题。     

PTA螺旋输送机主轴断裂事故分析及改造

对某化工厂因生产负荷增加而造成的螺旋输送机主轴断裂事故进行了分析,并对其做了适当改造,利用ANSYS有限元软件对改造后的主轴进行应力分析,并对其制造和检验提出要求。     

基于显式动力学的某齿轮轴冲击应力分析

在恒定转速下对某航空发动机附件机匣齿轮轴施加冲击扭矩的测试中出现齿轮根部折断的现象,为了分析其原因,利用有限元隐式和显式动力学方法,对齿轮轴在冲击扭矩下考虑旋转离心应力的静、动应力响应进行了计算分析,仿真结果与测试结果一致.根据分析结果对齿轮轴失效部位参数化建模,以齿轮轴质量最小为优化目标,利用APDL进行了失效部位的结构优化.优化结果表明,改进后的设计满足齿轮轴的功能要求,冲击载荷下产生的动应力水平与静态下冲击载荷产生的静应力比较,动应力有较大幅度的增加,在设计过程中应对齿轮轴在较短时间内的冲击载荷下产生的动应力加以考虑,以保证齿轮轴的强度有足够的安全裕度.     

NTK300型风电机组主轴疲劳断裂失效分析

随着风电机组服役时间的逐年增长,早期投产的风电机组陆续出现主轴的疲劳断裂事故。本文结合国内某风电场的NTK300风电机组主轴断裂问题,对断裂主轴进行宏观和微观断口分析,结果表明:风电机组主轴在额定工况载荷作用下,虽工作应力水平较低,应力集中不明显,但长期服役后仍可能发生疲劳断裂。同时,通过有限元分析发现,额定工况载荷作用下的主轴在断裂位置处应力分布相对集中。通过主轴高周疲劳断面SEM图片的对比发现,主轴在断裂位置的轴向截面应力分布梯度与某一时刻疲劳裂纹萌生和扩张的方向基本一致。     

铁路轴承试验机主轴疲劳强度有限元分析

某型号铁路轴承试验机接连发生3根主轴断裂事故,为了分析主轴断裂原因,建立了主轴有限元分析模型,计算出了主轴静应力分布情况.在有限元静力学分析基础上,根据给定的载荷,用“轴不动、载荷旋转”来模拟实际的“轴旋转、载荷不变”情况,采用专业疲劳分析软件Fe- Safe计算了主轴的疲劳强度.计算结果表明,主轴疲劳强度安全系数小于...     

Stability and dynamics of rotor system with 45° slant crack on shaft

Crack on a shaft is one of the common damages in a rotor system. In this paper, transverse vibrations are calculated to compare the influences of transverse crack and slant crack on the rotor system. Results show that the vibration amplitude of the rotor system with a 45° slant crack on the shaft is larger than that with a transverse crack when the two types of crack have the same depth and the rotor system runs in the same condition. Stability and dynamic characteristics of the rotor system with a 45° slant crack on the shaft under torsional excitation are analyzed by considering opening and closing of the crack. It is shown that the instability of the transverse vibration of the rotor system increases with increasing difference between the bending stiffness in two main directions, and the vibration is stable when the two bending stiffness are identical. The spectrum analysis of the steady-state response reveals that the gravity and the eccentricity produce different frequency components, and when the two bending stiffness are identical, the multiple frequency components of the torsional excitation disappear. Further investigation shows that the vibration amplitudes in combined frequencies increase rapidly in transversal, torsional, and axial vibration with increasing slant crack depth. The results are helpful for the understanding the dynamic behavior of a rotor system with a slant crack on a shaft and can be used for the detection of the slant crack on a shaft.     

轧管机万向联轴器受力分析与扭矩测试

以有限元软件ANSYS为基础,对万向联轴器进行了强度、刚度分析,得出万向联轴器的轴颈和十字轴根部两处应力最大的结论,对此两位置采用焊接型电阻应变片技术设置应力测点,从而对结构复杂的万向联轴器进行扭矩测试。     

铸铁黏聚裂纹的张开位移与应力分布

对于含缺陷材料结构的强度,以裂纹为主要特征的断裂力学是其力学行为分析的有效途径,裂纹扩展过程区能被简化成具有黏聚力的裂纹段。为探讨带切口的铸铁裂纹发展规律及黏聚裂纹张开位移与黏聚应力的本构关系,对8种不同切口尺寸的铸铁梁进行三点弯曲加载实验,通过应变计电测跟踪测试,得到预制裂纹端部的张开位移随载荷变化曲线。由确定黏聚裂纹张开位移与黏聚应力分布的解析方法,计算得到该材料黏聚裂纹张开位移及与应力的本构关系。计算预制裂纹尖端张开位移与应变计测试结果基本符合。     

典型轴零件的综合机械性能分析

轴类零件是各种机械设备中最主要、最基本的典型零件,轴的主要工况是除承受交变弯曲应力和扭转应力外,还受冲击载荷作用,容易产生疲劳断裂,扭断、弯曲变形等.因此轴类零件不仅要有较高的综合机械性能,还需具有较高的疲劳强度,在设计加工时需考虑以上情况,以便提高轴的综合机械性能.     

星轮轴的有限元分析

星轮轴是蜗杆压缩机的主要部件之一,利用有限元方法分析其特性。首先对其进行静力学分析,仿真结果表明星轮轴满足强度和刚度要求;利用有限元法进行残余应力和弯曲应力分析,得到了最大法向应力分布规律和沿指定平面的SWT等效应力分布规律;最后对星轮轴进行了模态分析,得到了其前六阶固有频率和振型。     

双盘叶片轮水泥抹光装置结构设计

基于库伦摩擦定律,设计并建立了双盘叶片轮水泥抹光装置的三维模型,通过有限元软件Workbench对其进行静力学分析和模态分析,获得双盘叶片轮水泥抹光装置的整体应力云图、整体应变云图及前六阶固有频率和相应振型。结果显示:应力主要集中在与叶片轮相连接的主轴处、主轴和摆动装置连接的轴承箱处以及支撑轴处,最大应力集中在靠近伺服电机侧的配电箱中心处,最大值为59.534 MPa,远小于材料屈服强度235 MPa;水泥抹光装置工作频率在31.510、62.957和140.870 Hz时振幅最大。在此基础上,完成样机制作并进行了测试,样机实现了边行走边抹光功能,为后续结构优化提供了理论依据。