大型回转窑托轮歪斜与最大接触应力的关系建模

从赫兹接触理论出发,推导了回转窑托轮歪斜时,滚圈和托轮最大接触应力比与托轮歪斜角度的关系;通过实例分析,给出回转窑托轮歪斜范围内最大接触应力比的列表;得出了回转窑托轮小角度歪斜,最大接触应力显著增加,便可能造成安全事故的结论.为回转窑的设计、运行状态分析、调整提供依据.图4,表1,参10.     

回转窑支承系统疲劳寿命与轴线关系及预测方法

回转窑运行中由于轴线偏移,支承载荷分配不均导致托轮轴疲劳断裂。通过对回转窑托轮轴进行力学分析,导出托轮轴疲劳寿命损伤模型,根据支承载荷分配与轴线偏差的线性关系,得出回转窑支承系统各托轮轴疲劳寿命与轴线偏差的关系;结合现场实例介绍了根据检测回转窑的运行轴线,预测支承系统疲劳寿命的方法,为回转窑的维护与调整提供理论依据。研究表明回转窑支承系统疲劳寿命对轴线偏差的变化非常敏感,合理的进行轴线调整,能有效提高支承系统疲劳寿命,防止托轮轴运行中突然断裂。图2,表1,参10。     

回转窑内物料传输模型的研究

回转窑内物料平均停留时间（MRT）直接决定物料化学反应程度,它是回转窑设计的重要依据之一。在回转窑实验台上对5种不同的固体废弃物料和窑内风速、回转窑转速和回转窑倾角及物性参数改变的情况下进行了实验,获得了不同工况下物料MRT的变化规律：随着回转窑转速的提高、倾角增大和窑内风速增加,MRT减小;物料的物性参数中,休止角对MRT影响较大,休止角大的MRT小,而密度的变化影响相对较小。MRT对于以上各影响因素的敏感性差别也较大：回转窑转速对MRT影响是比较敏感的,特别是转速较小时;转窑倾角对MRT的敏感性则比较均匀;窑内风速在小回转窑转速、低窑内风速时对MRT的影响较为敏感。针对回转窑内物料传输影响因数众多、非线性机理强烈的特性,建立风速条件下物料传输模型（MMCAV）,并在回转窑转速倾角和一定风速条件下对模型进行了验证。在次高倾角（α=4.56°）时,MRT随窑内风速变化的情况,其中最大相对误差为7.1％。在低窑转速和高风速情况,总的平均相对误差为2.81％。用稻壳作为输运物料,把实验数据与Perry等模型对比发现：Perry模型在c=0m/s时,Saeman模型在c=0.41m/s附近时与实验值差异较小。风速的影响范围与回转窑倾角有较大关系,倾角α=3.04°时,风速c>0.41m/s必须考虑风速对物料输运的影响;而倾角α=4.56°时,c>0.25m/s就应考虑风速的影响。     

多支承回转窑支承系统模糊优化配置研究

回转窑支承系统的配置决定着回转窑载荷的分配情况,从而决定着回转窑的整体运行性能.在建立求解回转窑支承载荷力学模型的基础上,以均衡分配回转窑载荷为优化目标,考虑支承系统优化配置中的模糊因素,建立了回转窑支承系统模糊优化配置模型,并用最大最小法对该优化模型进行了求解,结果表明回转窑支承系统模糊优化配置能尽可能地均衡分配回转窑载荷,提高支承系统的性能和回转窑的运转率.     

Multi-Objective Optimization of Mechanical Running Conditions of Large Scale Statically Indeterminate Rotary Kiln

1Introduction Rotarykilnisthepivotalequipmentintheindustryofmetallurgy,chemistryandbuildingmaterials,runningwithlowspeed,heavyloadinahightemperatureenvironment.Thebendingdegreeofitsrunningaxisandtheforceofits supportingpartsaretheimportantindextomeasureitsmechanicalrunningconditions.Ifthebendingdegreeofitsrunningaxisisexcessivelygreat,itsshellisapttoproducefatiguefracturebecauseofextraalternatingstress,thefatigueand loosenessofkilnliningwillbequickened,whichwillbringonitsprematurefalling.Soits…     

铝合金车轮弯曲疲劳寿命的仿真分析与试验研究

该文运用有限元分析软件ABAQUS,对某铝合金车轮旋转弯曲疲劳寿命进行了仿真分析,得出易于产生疲劳裂纹的应力集中点及其最大应力值。其次,采用疲劳寿命名义应力法建立了铝合金车轮的S-N曲线,计算应力集中点的应力幅与平均应力,将等效应力幅取对数代入S-N曲线,预测所分析铝合金车轮的疲劳寿命。最后,进行了改进前后铝合金车轮的旋转弯曲疲劳台架试验,验证了仿真结果。分析表明,名义应力法可以较好预测铝合金车轮的疲劳寿命。     

大型多支承回转窑运行状态监测系统的研究

大型多支承回转窑运行状态好坏主要受其运行轴线的影响 .介绍一种以窑运行轴线作为监测量 ,研制的回转窑运行状态监测系统 .该系统采用零位移方向键相测量原理进行测量 ,克服了现有测量系统高处安装定位困难、测量操作复杂 ,不便于现场监测的缺点 .在系统的分析软件中应用了在回转窑运行状态分析方面取得的最新研究成果 ,能进行轴线预测查询、托轮力查询、调窑参数优化等分析 .系统硬件结构简单 ,软件功能齐全、界面友好 ,操作使用方便 ,在实际应用中效果很好 .图 7,参 7.     

强压状态下回转窑托轮与托轮轴配合区的力学性能研究

根据托轮及托轮轴的结构特点,建立了托轮、托轮轴的接触有限元模型.针对托轮的不同受力状态,应用接触问题的变分不等式法,对托轮、托轮轴的过盈配合问题进行了有限元数值计算,得到了配合区托轮孔、托轮轴的最大等效应力及配合区最大、最小接触压力的计算公式.结果表明,配合区端面接触节点的微动量大于配合区内部接触节点的微动量,在配合区端面从托轮轴底端到顶端,径向应力逐渐递增,随托轮旋转,配合区端面接触压力处于交变状态.     

大型多支承回转窑运行状态监测与调整

在研究回转窑运行状态影响因素的基础上，建立了回转窑载荷分配与轴线变化的线性关系式；得出了运行时回转窑主体部件的应力及变形情况；探明了回转窑轴向运动机理，建立了轴向运动接触力学调控模型；给出了回转窑最佳运行状态调整的优化方法，建立了调窑参数模糊优化模型；研究了一种新型的回转窑运行轴线测量方法--零位移方向键相法；应用理论研究成果，开发了回转窑运行状态分析与监测系统.     

Life prediction for rolling contact fatigue crack initiation of kiln wheels

<正>This paper investigates the rolling contact fatigue of kib wheels with respect to the axis line deflection,which is linear with the applied supporting loads on wheels.Fatigue crack initiation criteria for elastic shakedown,plastic shakedown and ratcheting material responses are applied to assess wheels responses with two sets of axial line deflection. The finite element simulations are performed by using the bilinear material mode for nonlinear and kinematic hardening in ANSYS 11.0.By comparing the results from different critera,it is showed that the low-cycle fatigue is the predominated failure.Results from different axial line deflections indicate that the optimum adjustment can greatly enhance the whole life of the supporting structure.     

电动车高速轮边齿轮传动动态特性分析与优化

针对某电动汽车高速轮边减速器振动大、噪声强度高等关键问题,建立该减速器齿轮传动系统动态啮合分析模型,对额定功率、最高转速与最大转矩3种工况的各级齿轮副的啮合特性与动态响应进行计算,分析系统振动结构噪声幅值及其分布规律,研究关键重合度设计参数对系统动态啮合性能的影响,基于MASTA提出传动系统宏观几何参数优化方案。研究结果表明:各工况下输出级齿轮副的传动误差峰峰值偏大,高速输入轴轴承处的结构噪声最大;与轴向重合度为非整数设计工况相比,当齿轮副的轴向重合度接近整数时,齿轮副接触线长度变化率较小,啮合过程中接触载荷波动较小,啮合刚度变化率明显降低,齿轮箱各轴承处结构噪声得到明显降低;宏观几何参数优化方案使得各齿轮副动态性能得到一定的提升。     

斜交轮胎静态接地工况的有限元分析

建立了斜交轮胎(9.00-20 16PR)静态接地三维非线性有限元模型,分析了轮胎静接地状态下接触应力分布、接触印痕以及充气压力、下沉量对轮胎接地状态的影响,并给出了垂直载荷与下沉量以及最大接触应力与充气压力、下沉量的关系曲线.     

高速列车车轮与曲尖轨接触分析

为了研究高速铁路曲尖轨磨耗严重的问题,现场实测不同位置处的18号高速道岔曲尖轨型面及不同磨耗程度的高速列车车轮型面,建立车轮-基本轨-曲尖轨有限元模型,进行轮轨弹塑性接触分析,得出如下结论:车轮与尖轨接触状态受车轮磨耗程度与沿尖轨线路接触位置影响;使用标准车轮的情况下,当尖轨与基本轨共同承担载荷时,随着距尖轨尖端距离的增加,尖轨所受最大等效应力呈先增大后减小的趋势,当超过屈服极限时,易造成尖轨飞边;当尖轨单独承担全部载荷时,所受最大等效应力急剧增加,塑性变形加重,侧磨加剧.不同磨耗程度的车轮对尖轨会造成不同损伤,磨耗Ⅰ型车轮易造成尖轨压溃,磨耗Ⅱ型、磨耗Ⅲ型、磨耗Ⅳ型易使尖轨发生飞边,剥离掉块.     

接触角测试的量高法的适用范围

量高法是接触角测试的一种简便的测试方法,在工程和研究中得到广泛应用。该方法基于液滴的球形假设,决定其仅有有限的适用范围。通过数值模拟的方法研究量高法所引起的接触角偏差,从而考察量高法的适用范围并给出接触角修正的方法。研究发现:采用量高法计算的接触角与真实接触角有很大的偏差,这种偏差在超疏水表面上的接触角测量中尤为明显,可达20°;偏差范围决定于液滴的性质、表面的润湿性能和液滴的体积,液体表面张力小、接触角大和液滴体积大将导致大的偏差。在超疏水或超疏油表面研究中,为精确表征表面的润湿性能,需要对量高法进行偏差修正,提出了一种用于偏差修正的方法,通过该方法可精确确定出真实接触角。     

不同因素对机械弹性智能车轮加速度信号的影响

为了研究不同滚动工况对机械弹性智能车轮加速度信号的影响,采用有限元分析方法研究速度、附着系数、载荷对接触应力和加速度信号的影响以及车轮不同位置的加速度信号的差异性。结果表明：速度和地面附着系数对法向接触应力分布影响不大;路面附着系数增大导致摩擦应力分布的不均匀性增加,载荷增大导致接地区域接触应力最大值增大。车轮速度增大,加速度峰值幅值增大,加速度峰值时间间隔减小;载荷增大,加速度峰值时间间隔增大;纵向附着系数功率谱能对地面附着系数进行区分;輮轮中间加速度信号更适合用于侧偏特性研究,通过侧向加速度信号积分得到侧向位移,可用于侧偏角估算。     

回转窑筒体有限元分析

利用有限元软件ANSYS计算回转窑筒体的结构应力和热应力分布状况,把筒壳、窑衬及物料作为一个系统,对筒体和窑衬进行分层、分段建模,研究筒体的轴向厚度、窑衬轴向的材质和物料对筒体结构应力的影响。分析不同厚度筒体的应力分布,得到筒体厚度对结构应力的影响规律。热应力分析结果表明:在筒体的支撑位置热应力较大。分析结果为回转窑筒体的设计和优化提供理论指导。     

斜盘式轴向柱塞泵柱塞运动学分析的一般模型

考虑斜盘式轴向柱塞泵斜盘倾角、斜盘交错角及柱塞倾角结构特征,采用坐标变换法,建立了柱塞泵柱塞运动学分析的一般数学模型.经分析结果表明:斜盘交错角使柱塞运动的相位发生变化;柱塞倾角使柱塞运动曲线呈类简谐规律变化;斜盘交错角和柱塞倾角增大均会使柱塞的位移、速度和加速度最大幅值增大,位移增大可增加柱塞泵的排量,柱塞沿其轴线方向速度和加速度的增大会提高柱塞腔液流瞬时最大速度和柱塞的惯性力;采用负的斜盘交错角时,上下死点偏转角偏转方向与缸体旋向相同为正,推迟柱塞腔预压缩和预膨胀过程,反之则为负,提前柱塞腔预压缩和预膨胀过程;在斜盘变量过程中,上下死点偏转角随斜盘倾角改变而变化,斜盘交错角绝对值越小,上下死点偏转角的变化梯度随斜盘倾角变小而增大,而当斜盘倾角在大排量范围内变化时上下死点偏转角的变化梯度变小;上下死点最大偏转角为90°,此时斜盘倾角为零.     

磨削速度和孔径比对砂轮强度与变形的影响分析

在弹性力学的基础上,建立了金属芯砂轮强度和变形的数学模型,探讨金属芯砂轮材质、内外径尺寸和磨削速度等参数对砂轮强度和变形的影响规律,得出砂轮的径向应力随着内孔与外圆半径尺寸比的增大而减小;圆周应力随着内孔与外圆半径尺寸比的增大而增大.径向位移的最大值随着内孔与外圆半径尺寸比的增大有一极小值.随着磨削速度的增大,钢制金属芯砂轮的圆周应力和径向位移的增大值高于铝合金制金属芯砂轮.     

The Liner Formulas between the Supporting Force and Axis Warp of Large-scale Rotary Kiln with Multi-support

Kilns are the key equipment in the metallurgy,architectural and chemistry industry. It is the statically indeterminate system with over load, large torque and multi-support. The kiln move axis warp resulting in that the load distribution is asymmetry, cause many mechanical failure and safe accidents and the interruption of the produce, which bring a great losses. Treating the distribution of the kiln load and the complexity of the stiffness change, the all-purpose model and matrix, used to solve the variable-stiffness beam upon complex load, are established in this paper. The resultant force of kiln in vertical and horizontal direction is calculated. Accordingly, the liner formulas for calculating the supporting force of the support wheels are obtained, and the wheel supporting force also can be easily obtained based on each shell warp. This will provide theory conference for safety management and rational maintenance.     

基于LS-DYNA的高压气瓶跌落仿真分析

采用有限元分析软件ANSYS中的LS-DYNA模块对高压气瓶在无内压的状态下进行跌落仿真分析。气瓶跌落高度设为2m,并分别以水平、45°倾斜、垂直3种角度自由跌落。结果表明,水平跌落时,气瓶肩部受力最大,为505MPa,气瓶没有发生塑性变形;45°倾斜跌落时,气瓶与地面接触部位应力最大,为734MPa,接近材料的屈服强度,气瓶发生塑性变形;垂直跌落时,气瓶所受冲击力最大,最大应力为1500 MPa,远大于材料的屈服强度,气瓶发生较大塑性变形;45°倾斜跌落和垂直跌落时,气瓶均处于危险状态。