废金属破碎机破碎性能及关键部件疲劳寿命预测分析

摘要

伴随着世界经济的高速发展，废旧汽车、家电等金属废弃物大量产生。废金属破碎生产线是当前最先进的废金属回收手段，破碎机主机作为废金属破碎回收过程中的关键装备，其破碎性能和疲劳寿命直接决定了破碎机的产能和可靠性。本文以PSX-2250型大功率废金属破碎机主机为研究对象，采用有限元仿真手段对破碎机主机的破碎过程进行研究，得出破碎参数对破碎性能的影响规律，并对关键部件的疲劳寿命进行了预测分析。
　　本研究主要内容包括：⑴建立了破碎机冲击模型，基于ANSYS/LS-DYNA对破碎过程进行了仿真分析，得到了锤头在破碎过程中受到的破碎力、危险点分布、应力-应变情况以及废金属的破碎面积等；同时研究了废钢板厚度、主轴转速对破碎性能的影响规律；并基于能量角度对破碎机的理论最大通过能力进行了估计，对破碎过程中的功率消耗做了分析。⑵利用有限元方法与试验手段对破碎机主轴辊进行了模态分析。首先基于有限元软件ANSYS workbench对主轴辊进行了仿真分析，得到主轴辊的低阶固有频率及振型；然后，利用LMS模态分析仪对主轴辊进行了试验模态分析，得到结构的试验模态参数，分析比对了两组结果的异同点，验证了有限元模型的正确性。⑶基于完整的破碎机主机模型进行了破碎过程仿真分析，对主轴进行了校核，得到了锤头、锤轴的危险部位载荷时间历程，采用雨流计数法程序进行了载荷谱的编制，结合科特多兰疲劳损伤法则对锤头、锤轴的疲劳寿命进行了估计，并与部件实际使用寿命进行了对比验证。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 废金属破碎机概述

1.3 主要工作内容

第二章 废金属破碎性能仿真分析

2.1 冲击破碎机理基础理论

2.2 破碎机锤击模型的建立

2.3 基于ANSYS/LS-DYNA的破碎过程仿真分析

2.4 后处理及分析

2.5 破碎参数对破碎效果的影响规律研究

2.6 破碎机产能分析

2.7 本章小结

第三章 主轴辊模态分析

3.1 模态分析基础理论

3.2 主轴辊有限元模态分析

3.3 主轴辊试验模态分析

3.4 仿真与试验结果对比分析

3.5 本章小结

第四章 废金属破碎机关键部件疲劳寿命预测

4.1疲劳累积理论

4.2 疲劳寿命分析方法

4.3 破碎机关键载荷时间历程求解

4.4基于雨流计数法的载荷处理

4.5疲劳寿命计算

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文