基于损伤力学的矿用定向钻机金属结构寿命评估

针对ZYL-15000D型煤矿用履带式全液压定向钻机底座寿命评估,首先通过Q345B钢的脉动循环加载拉伸疲劳试验数据,拟合得到应力幅值和寿命的关系式,经由应力修正和安全系数的选取,转换得到对称循环下的应力幅值和寿命的关系式。结合基于损伤力学推导出的损伤退化模型,根据Q345B钢试验数据拟合确定损伤退化模型中的待定参数,将Q345B钢对称循环下应力幅值和寿命的关系式代入,得到Q345B钢的疲劳损伤退化模型。然后借助ABAQUS对钻机整机进行结构分析,得到钻机底座的危险点位置(即应力最大处),在该型号样机试验台上通过应变片测得钻机底座危险点处的应力—时间历程。最后采用雨流计数和应力修正,对测得的随机载荷谱进行处理得到雨流计数直方图(应力均值-幅值-循环次数),再转换为对称循环载荷的形式,代入确定的疲劳损伤退化模型中,评估钻机底座的疲劳寿命。

基于损伤力学的桥式起重机疲劳寿命分析

为了评估桥式起重机金属结构的前期寿命,保证起重机的工作安全,需要建立对应的损伤理论模型并结合结构疲劳合算点的疲劳应力谱来评估寿命。通过Q235B钢的常温静拉伸疲劳试验获得不同循环应力(220~300 MPa)下的疲劳寿命,在双对数坐标下通过拟合得出lg(1-D)与lg(1-N/Nf)的线性关系,继而确定损伤模型中的初始损伤值D0和损伤指数q,从而建立20℃下的Q235B钢损伤退化模型。以动态仿真计算桥机的疲劳危险点应力-时间历程,通过雨流计数法建立桥式起重机应力谱。通过ANSYS仿真分析桥式起重机金属结构受力状态,计算各危险点在不同应力情况下的损伤累积,以临界损伤为界(Dc=0.2),评估桥式起重机金属结构的前期寿命。通过上述方法评估某厂桥机的前期寿命为37.72 a。研究表明,损伤力学结合应力谱评估前期寿命的方法是可行的,可为起重机日常维护管理提供参考。

基于损伤力学的铸造起重机疲劳-蠕变寿命分析

以连续损伤力学(continuum damage mechanics)理论为基础,针对铸造起重机主梁在中温及组合应力状态下的疲劳-蠕变损伤进行了研究。通过对Q235试件的中温疲劳试验,分别对扭转与拉伸状态下的铸造起重机主梁平均应变进行了分析,推导出了中温状态下的铸造起重机主梁在组合应力状态下的疲劳-蠕变损伤交互作用的损伤模型。在此基础上,研究了铸造起重机箱型梁在损伤后的有效截面尺寸分配原则和计算依据。通过Q235试件拉伸与扭转试验,证明该疲劳-蠕变损伤模型与试验数据符合度较高。通过180/50t铸造起重机工程验证,表明该模型具有较好的寿命预测能力。

基于断裂力学的桥式起重机剩余寿命数值仿真

为了保证通用桥式起重机的工作安全,建立疲劳寿命预测的数值仿真模型,并结合结构疲劳危险点的疲劳应力-时间历程来评估起重机金属结构的疲劳剩余寿命。以Q235B钢疲劳裂纹扩展试验为基础,获得6组被测CT试件的a-N数据及其对应点的da/dN和ΔK数据,通过线性回归拟合出Paris裂纹扩展模型的参数C和m。通用桥式起重机在实际使用中所受的载荷是随机的,无法直接应用Paris公式进行寿命估算。以某企业正在服役的50/10 t通用桥式起重机为研究对象,统计其在一定时间段内的载荷-时间历程数据,通过有限元仿真获得对应的样本应力-时间历程,采用周期样本循环法,对通用桥式起重机剩余寿命进行评估。结果表明,利用断裂力学中疲劳裂纹扩展理论结合应力谱评估焊接箱形梁疲劳剩余寿命的方法是可行的,可为起重机维护管理提供参考。

起重机PDM系统中产品配置设计研究

阐述起重机产品配置的原理和过程,以及产品配置的方式。总结PDM面向起重机实施中多视图的作用及优点。

磨粒流抛光阀块内孔道的数值模拟与试验研究

针对液压阀块孔道内部结构复杂难以进行精密加工的问题,提出利用磨粒流精密抛光技术来实现加工工艺。使用流体仿真软件Fluent进行数值模拟,研究进口压力、磨料浓度、磨粒粒度等对磨粒流加工效果的影响。以液压阀块内的孔道为研究对象,对不同的进口压力、磨料浓度、磨粒粒度下内孔道磨粒流的速度、湍流动能、静压、壁面剪切力进行仿真,得出结论:当入口压力为8 MPa、磨料浓度为0.1、磨粒粒度为200目时,阀块内孔道的抛光效果较好。以该参数进行相应的磨粒流加工实验,结果表明:阀块孔道内壁面的表面粗糙度明显降低,提高了孔道内壁面的表面质量。

增材制造弯孔道的磨粒流抛光仿真与试验

以增材制造弯孔道工件为研究对象,采用固液两相磨粒流抛光技术对弯孔道内壁面进行抛光。基于Realizable k-ε模型的Mixture固液两相流模型对于不同的进口压力之下磨粒流精密抛光弯孔道内部的过程进行了数值模拟,并且通过正交试验探索了进口压力、磨料浓度及磨粒粒度等工艺参数对表面抛光质量的影响。试验结果表明,进口压力的增大有利于磨粒流对于增材制造弯孔道的内壁面进行更好的抛光;各个工艺参数对于磨粒流抛光增材制造弯孔道内表面粗糙度的影响从强到弱的顺序依次为进口压力、磨料浓度和磨粒粒度;最后通过试验得出了抛光的最佳工艺参数进口压力为6 MPa,磨料浓度为0.20,磨粒粒度为400目,表面加工质量得到了显著提高。

基于产品数据管理PDM中的BOM开发与应用

随着计算机技术的发展,产品数据管理PDM(Product Data Management)迅速发展起来,BOM(Bill Of Material)物料项清单是PDM信息化系统中最重要的基础数据,其组织格式设计和合理与否直接影响到系统的处理性能。本文针对制造企业不同部门需要不同形式和内容的BOM做了以下研究。

Web平台上的起重机产品数据管理研究

随着中国经济以及科学技术的发展,中国制造、建筑以及运输等行业迅速发展起来,起重机械在其中发挥了巨大的作用。如何建立一个起重机制造企业间的PDM合作平台,如何通过PDM,使企业之间的合作变得更加便捷和安全是一个值得研究的问题。首先对Web化起重机PDM的背景进行了阐述,提出一个基于Web的PDM的系统框架,对该框架各层进行详细介绍,对Web的PDM的基本功能和优缺点进行讨论。

起重机的PDM系统的配置研究

起重机是极其重要的工程机械之一,组成它的零部件也相当的庞大和复杂。本文首先对产品配置的基本概念进行了阐述,分析了产品配置的原理和过程;然后总结了产品配置的方式。最后总结了多视图具体在PDM面向起重机实施中的作用及益处。

基于模糊逻辑推理的风机塔筒半主动控制

采用基于模糊逻辑推理的半主动控制技术对风机塔筒进行风致振动控制,通过对塔筒结构实时的动力响应进行模糊逻辑推理,利用半主动控制算法调节调频质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)的阻尼系数,输出不同的阻尼力,对塔筒结构进行振动控制。通过Simulink软件进行半主动模糊控制系统仿真,结果表明,基于模糊逻辑推理的半主动控制比传统被动控制的控制效果更好,可以大幅降低塔筒结构顶端的位移响应。

风机塔筒风致振动的半主动控制研究

风机塔筒的振动控制技术一直是风能开发应用领域的关键技术之一,传统的被动控制技术控制效果不稳定鲁棒性差,在恶劣多变的风况环境中在结构稳定、宽频率、自适应能力好的振动控制技术能保证风电机组的高效运行。论文通过半主动控制方式对风机塔筒结构进行风致振动控制。根据主动最优控制算法LQR计算出主动最优控制力,然后按照限界主动变阻尼算法建立半主动控制算法,从而在不提供额外动力源的情况下实现主动最优控制。论文应用TMD主动变阻尼控制器建立TMD控制系统,并对风机塔筒的风致振动进行控制。最后通过对比风机塔筒结构在无控、被动控制、半主动控制作用下的PSD随机振动响应,发现半主动控制方式下风机塔筒结构的振动响应最小。结果显示:风机塔筒结构的半主动控制方式对于随机变化的风况具有一定的适应性,它的控制效果更加稳定且明显好于被动控制方式。

起重机产品的通用PDM系统设计

以起重机为实例,进行产品数据管理(PDM)系统各模块的设计研究。

高精度平面锉削技术创新

针对高精度零件平面锉削加工中出现的表面划伤缺陷,分析其产生的原因及传统锉刀的工作缺点,通过创新设计高精度油光锉,利用条状高速钢的线切割平面作为锉削工作面,对零件被加工表面进行锉削修整,能够高效率地完成平面加工,保证表面粗糙度要求。