掘进台车推进拐臂的仿真分析和安全性维修

摘要

瑞典Atlas Copco公司生产的Boomer系列掘进台车具有优良的性能，得到很多矿山企业的采用。由于长时间的高强度、满负荷的运行使用等各种因素，该系列掘进台车经常出现一些非消耗性结构件的故障。推进拐臂作为掘进台车中关键零部件之一，其结构强度和疲劳寿命直接影响台车的正常工作。
　　本文以BOOMER281掘进台车推进拐臂为研究对象，建立了拐臂的三维模型，采用ANSYS等软件分析了拐臂的结构强度，预测了拐臂的平均疲劳寿命，提出了拐臂安全性维修的具体方案，实际维修实例验证了所提维修方案实用性效果。
　　本文的主要工作如下:
　　(1)对拐臂结构进行静力学分析，找出拐臂危险截面。
　　(2)在建立的拐臂三维模型的基础上，探讨了拐臂的分析边界条件，采用仿真分析方法，计算了拐臂的应力应变，据此分析了拐臂断裂破坏的主要因素。
　　(3)在拐臂强度计算的基础上，对拐臂的疲劳寿命进行了计算仿真，预测了拐臂在交变机械负荷情况下的平均疲劳寿命。
　　(4)研究了拐臂的安全性维修，探讨了拐臂维修的可行性方案。根据研究提出的维修方案，通过长期试验使用，验证了所提方案的实践可行性。

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摘要

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符号对照表

第一章 绪论

1．1 矿用机械的发展概况

1．1．1 国外矿山机械的发展概况

1．1．2 国内矿山机械的发展概况

1．2 问题的提出

1．3 本课题研究的意义

1．4 国内外研究现状

1．4．1 国外研究现状

1．4．2 国内研究现状

1．5 疲劳分析的方法

1．6 论文的研究内容

1．7 论文的结构安排

第二章 拐臂的静力学分析

2．1 概述

2．2 推进拐臂的结构

2．3 推进拐臂拐轴的受力分析

2．3．1 不工作时推进拐臂拐轴承受静载荷

2．3．2 工作时推进拐臂拐轴承受交变载荷

2．3．3 拐臂受力综合分析

2．4 本章小结

第三章 拐臂结构强度仿真分析

3．1 概述

3．2 有限元法的基本思想

3．3 有限元法求解步骤

3．4 拐臂强度分析

3．4．1 建立拐臂的三维实体模型

3．4．2 建立拐臂的有限元网格模型

3．4．3 拐臂材料模型与网格单元属性的建立

3．4．4 确定拐臂边界条件

3．4．5 拐臂的仿真分析计算

3．5 本章小结

第四章 拐臂疲劳寿命预测

4．1 概述

4．2 疲劳寿命分析法理论基础

4．3 拐臂的疲劳寿命分析

4．3．1 Fatigue Tool工具进行疲劳寿命分析的过程

4．3．2 利用Fatigue Tool工具对推进拐臂进行疲劳寿命分析

4．4 本章小结

第五章 拐臂的安全性维修

5．1 概述

5．2 拐臂拐轴的维修思路

5．3 拐轴材料分析

5．4 30GrMnSiA钢的焊接性能分析

5．5 焊接材料和焊接方式的选择

5．6 焊接工艺方案

5．6．1 工艺路线

5．6．2 焊前准备

5．6．3 坡口加工及清理

5．6．4 焊前预热

5．6．5 层间温度

5．6．6 焊接工艺

5．6．7 焊接接头综合力学性能

5．6．8 焊后检查

5．7 维修效果

5．8 本章小结

第六章 总结及展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

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