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[硕士论文] 马强强
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:气动技术随着科技的进步得到广泛的应用,新型的气动工具逐步进入市场,其中气动葫芦具有很强的市场竞争力,在军工、石油、化工等具有易燃易爆的危险环境中被广泛使用,逐步取代了现有的手拉葫芦和电动葫芦。但通过对国内外气动葫芦研究现状的分析和实际调研发现,国内气动葫芦普遍存在壳体负载能力不足、制动性能差、马达噪声大、无限载限位保护等诸多问题,对其安全生产和推广使用产生了很大的影响。
  针对以上情况,本论文首先根据论文对气动葫芦技术指标的要求,对机械结构进行总体设计,分析了影响负载能力和提升速度的因素,依据气动马达的工作原理和结构特点,建立马达内部压力变化的数学模型和转矩平衡方程,并进行运动仿真分析,利用仿真结果修正马达结构参数以提高马达工作运行的平稳性;另外制动器被认为是气动葫芦安全生产中的关键部件,在对主体结构进行合理设计的同时,还对弹簧受力情况进行分析优化,得出弹簧的振动方程,提高了气动葫芦的制动效果。
  其次论文借助ANSYS Workbench分析软件,对气动葫芦的壳体进行了结构静力分析,虽然出现局部的应力集中现象,但是壳体在额定负载的情况下,最大应变值0.038mm小于壳体材料的弹性应变,可保证气动葫芦对壳体强度和刚度的要求;通过对制动器的瞬态分析,得出在外界突然制动的条件下摩擦片磨损对制动性能的影响情况,并根据仿真结果进一步提高制动器的制动性能;此外在对气动马达模态分析的同时,获得分析频率列表和模态云图,根据频率变化比较明显的模态发现:频率在539.78HZ和2404.3HZ工作气动马达振动最为剧烈,噪声最大,应当减小马达主轴圆切面的半径,降低马达对周围工作环境的影响。
  最后,利用建模仿真平台AMESim软件针对设计的气动系统搭建AMESim气动仿真模型,通过AMESim软件分析气动系统中制动器压力、响应速度以及马达主轴转矩随时间变化的情况,得出制动器可以在0.05s内瞬间达到3倍载荷的制动力,可保证系统在安全时间内能够迅速达到制动效果,且仿真模拟也表明,当负载超过额定载荷时马达的转矩将减至零,达到限载保护的目的,同时工业性试验也进一步表明了该气动系统的可靠性和稳定性。
[硕士论文] 丁冉
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:普通带式输送机存在摩擦力大、能耗高等缺点。现有的无托辊式带式输送机,存在沿线气压损失、液体浸湿输送带、难以调节和控制等问题。针对上述问题,本文提出了一类新型的特种带式输送机:电磁吸力式磁悬浮带式输送机。该带式输送机可实现无接触支撑,稳定可控悬浮。具体研究内容如下:
  对电磁吸力式磁悬浮带式输送机输送带进行力学分析,给出了输送带稳定悬浮的必要条件,分析表明除输送方向外,该悬浮支撑结构,可限制输送带各方向位移,可实现稳定悬浮。建立单点电磁悬浮系统的数学模型,即其动力学方程与电路方程。对其支撑装置承载特性进行了分析,分析不同扰动对电磁力和稳定性的影响,得出了无控制时系统的刚度,分析表明对系统稳定性影响最大的扰动是绕y轴的转动。
  建立单点电磁悬浮系统线性化与非线性化模型,建立单点磁悬浮系统Simulink仿真模型。设计了单点磁悬浮系统的PD、改进PD和PID控制器,得到PD控制器参数的选定范围,得到不同稳定气隙下,改进PD控制器的参数。采用线性二次型最优控制指标,得到最优PID控制系统参数为:Ki=425470m.s,Kp=908432V/m,Kd=13297/m,Kc=800Ω。仿真表明上述控制器在不同悬浮气隙与负载下,都可实现系统的稳定悬浮,PD控制器存在静差,改进PD则有更快的调节速度,PID控制器的静态差较小。
  自行设计小型模拟实验台。仿真结果表明:设定稳定悬浮气隙为5mm,负载为20N,启动气隙为10mm,在300ms以内,能够在5mm的气隙处稳定悬浮。
  通过合理的电磁铁布置和电磁控制系统设计,电磁吸力式磁悬浮带式输送机可以实现无接触支撑,且输送带能够稳定的悬浮。该研究对带式输送机的发展有一定的参考意义。
[硕士论文] 刘杨
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:带式输送机具有运量大、运输距离长、可连续运输等特点,被广泛应用于煤炭等领域,但输送带易跑偏,托辊与输送带之间的摩擦会使输送带磨损严重,并易使输送带过热,形成火灾和爆炸的隐患。因此,采用无托辊的支撑结构是解决上述问题的关键。永磁悬浮带式输送机是近年来出现的一种极具发展潜力的新型低阻力无辊带式输送机,要实现永磁悬浮带式输送机的稳定运行,其核心问题就是要保证磁性输送带—永磁悬浮支撑系统的平衡及稳定。
  本文以永磁悬浮带式输送机悬浮支撑系统稳定性问题为研究对象,介绍了永磁体空间磁场三种计算方法,在前人研究基础上,建立了永磁悬浮支撑系统的三维模型,推导出永磁悬浮支撑系统磁性输送带在正常运行、跑偏和侧倾三种情况下所受的悬浮力和侧向力公式。
  通过FEM有限元分析方法计算出磁性带各方向上的磁场力,与推导的公式进行对比,并对公式进行修正,对比了平型、槽型和V型三种输送带跑偏时所受的侧向力,找到稳定性较好的带型,通过对比下方永磁体几种不同布置形式下的受力,得到稳定性较好的方案,在此基础上提出了物理阻断防跑偏、增大拉紧力以及自动控制调偏三种防跑偏措施。
  建立了悬浮支撑系统竖向振动模型,并对该模型进行仿真,提出了几种防止系统过载的稳定措施,对悬浮支撑系统进行开发实例研究,得到改进后的方案;通过对永磁悬浮带式输送机悬浮支撑系统稳定性的研究,设计并搭建出满足本课题需要跑偏后能够自动回正的样机。
[硕士论文] 王方涛
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:带式输送机是工业生产中一种常见的物料运输机械,被广泛地应用于经济生产的各个行业。但传统带式输送机采用托辊支撑结构,运行阻力较大,研究表明与托辊相关的阻力约占输送机主要阻力的70%,近年来出现的永磁悬浮带式输送机采用无托辊结构,具有摩擦耗能少、维修费用低、制造成本低、运行稳定、工作可靠等优势,其利用相同磁极间的磁斥力支承物料和输送带,因此其悬浮力是磁悬浮带式输送机系统的重要参数。
  本文结合相关学科相关知识,主要对永磁带式输送机的永磁悬浮装置产生的悬浮力进行研究分析,并搭建永磁悬浮带式输送机模型进行验证。首先本文以永磁悬浮系统为主要研究对象,介绍了两种计算悬浮力的方法,结合磁悬浮的理论基础,建立了永磁悬浮支撑系统的数学模型,给出了永磁悬浮支撑系统空间磁场悬浮力的计算公式;其次建立永磁悬浮装置的仿真模型,运用FEM方法,通过Maxwell软件对影响永磁体悬浮力的主要因素:永磁体体积、间隙、气隙、形状、磁化现象、漏磁等进行仿真分析,得出结论:当永磁体的体积一定时,选用长方体钕铁硼永磁体进行不规则排列,并适当调整永磁体分块数目和磁体间的间隙,平衡磁化和漏磁的影响,永磁悬浮装置所产生的悬浮力最大;根据已得出的结论,对工程实例进行优化,通过SPSS对多组实验数据线性回归分析,求出不同影响因素与悬浮力的线性关系,运用MATLAB工具优化箱,找出最优方案;搭建满足本课题的永磁带式输送机样机,验证理论研究有效性。
  本文对永磁悬浮带式输送机的永磁悬浮装置进行设计研究,并搭建出相应的试验台。该课题的研究对新型磁悬浮带式输送机的设计和开发具有一定的参考意义。
[硕士论文] 陈健康
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:带式输送机是世界上最主要的散状物料运输设备之一,已广泛运用于化工、港口、物流和煤矿等领域。当带式输送机直接启动时,会对电网造成冲击,降低带式输送机使用寿命,这就要求驱动系统提供可调节的速度与转矩,本文将提出一种新型调速型装置,矿用带式输送机可控永磁涡流调速系统,与现有调速装置相比具有无法比拟的优势,将磁力耦合器运用在带式输送机上,具有结构简单、安装方便、安全可靠、绿色环保等优势,主要研究内容和特色如下:
  1.根据双盘磁力耦合器的结构,分析了双盘磁力耦合器的工作原理,基于磁路法建立双盘调速型磁力耦合器的数学模型,推导出功率损耗、输出扭矩的基本规律,并联立三相异步电机、减速器和带式输送机,建立了矿用带式输送机可控永磁涡流调速系统的数学模型。
  2.对带式输送机可控永磁涡流调速控制系统进行分析,运用Matlab Simulink建立矿用带式输送机永磁涡流系统的模型,并仿真模拟研究带式输送机以Harrison曲线启动,实验结果表明可以通过调节铜盘和永磁体盘之间的气隙实现带式输送机的软启动;同时对将磁力耦合器运用在带式输送机上的多机功率平衡过程进行理论研究和分析。
  3.建立磁力耦合器三维模型,运用Ansoft Maxwell三维有限元软件对磁力耦合器的进行仿真,探讨分析不同铜盘和永磁体盘间气隙、永磁体个数及截面面积、永磁体盘厚度和铜盘厚度在恒负载工况下对磁力耦合器输出速度的影响。
  4.在永磁涡流实验台上进行实验研究。首先对磁力耦合器在恒力矩情况下的通过气隙调节转速进行实验研究,通过气隙调节可以很好实现速度调节;接着模拟带式输送机可控永磁涡流的软启动过程,通过调节气隙实现带式输送机输出转速近似Harrison曲线启动,得到实际运行曲线;同时对磁力耦合器滑脱点进行测量,对带式输送机发生堵转进行实验,随着气隙的增加,所能带动的最大稳定扭矩减小;同时对带式输送机可控永磁涡流的恒负载启动电流进行实验研究,结果表明带式输送机运用磁力耦合器启动时,启动电流很低,对电网冲击很小,磁力耦合器自带“延时启动”;最后对带式输送机的功率平衡过程进行实验。
[硕士论文] 徐成
工业工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:改革开放以来,中国的制造业开始了快速发展的黄金时期,尽管现代制造业大多采用流水线作业,但许多企业的生产线都还停留在手工作业和半自动化作业的状态,自动化水平低。另外,许多企业存在生产线上每个作业之间的生产节拍不一致的现象,导致生产线平衡率和生产效率低下。在新的经济形势下,企业要想保持市场竞争优势,就必须降低成本,提高生产效率。因此,本文选取K公司带式输送机托辊生产线为研究对象,对生产线平衡问题进行研究具重要的意义。
  本文主要是选取K公司带式输送机的托辊生产线为研究对象,针对托辊生产线存在的问题,提出合理的改善方案,达到提高生产线平衡率和生产效率的研究目标。首先,对国内外有关生产线平衡问题的研究现状进行综述,由前人的研究成果总结生产线平衡问题的概念和评价指标,然后,通过实地观察K公司托辊生产线的生产现状,指出生产线平衡存在的问题,选取IE方法和启发式算法相结合来优化生产线平衡问题。选取秒表法来测定作业的标准时间得到托辊生产线的瓶颈工序,进而求出生产线平衡的各项评价指标。其中,生产线平衡率由改善前的53.4%提高到90.5%,平衡损失率由改善前的46.6%降低为9.5%,平滑系数由51.2降低到12.6,各项评价指标都得到一定的改善。
  最后,针对改善方案运用Flexsim仿真软件对改善方案进行模拟仿真,由仿真结果可知改善方案具有一定的可行性和合理性。
[硕士论文] 华铁丹
控制理论与控制工程 华中科技大学 2017(学位年度)
摘要:自动导引车(Automated Guided Vehicle, AGV)作为一种新型的物料运输设备,已经逐渐应用于生活、工业等各个领域。目前在越来越多的场景中需要AGV在狭小拥挤的环境中工作,因此对基于麦克纳姆轮的全向移动AGV研究也有了更加重大的现实意义。现行条件下,全向移动AGV的磁导引技术最为成熟,但是当磁导引全向移动AGV工作环境非理想时,AGV的导引会出现较大偏差,甚至会出现磁条传感器脱离轨道的现象,导致AGV路径丢失。为此本文提出使用模糊PID复合控制技术来提高AGV的导引性能和适应能力。
  本文从麦克纳姆轮的结构出发,归纳麦克纳姆轮的运动特性,分析全向移动AGV的运动原理,建立全向移动AGV的运动学模型和动力学模型,为全向移动AGV的运动控制奠定基础。在AGV的磁导引运动控制方面,由于传统的PID控制方法无法满足导引性能和适应性的要求,本文在PID控制的基础上引入模糊控制,提出使用模糊PID复合控制,通过对全向移动AGV实际运行状态的观察和经验总结,设计模糊PID线性复合控制器和模糊自整定PID控制器,使用Matlab/Simulink对上述控制算法和传统的PID控制算法进行仿真对比。AGV的控制系统是实现磁导引控制的基础,考虑到全向移动AGV的实际工作需求,提出AGV的控制系统整体方案,进行控制系统硬件和软件的设计,实现控制系统的控制局域网络(Controller Area Network,CAN)协议,编写上位机以实现对AGV的控制。
  为验证模糊PID复合控制的实际效果,搭建基于麦克纳姆轮的全向移动AGV测试平台。利用测试平台进行相关实验,通过实验验证本文设计的基于模糊PID复合控制的磁导引全向移动AGV的正确性和有效性。
[硕士论文] 戚海勇
工业工程 浙江大学 2017(学位年度)
摘要:叉车振动是影响叉车乘坐舒适性和操作性性的关键问题,如何解决叉车振动,已经成为各个叉车企业迫切解决的问题。本文以有限元方法,模态分析方法为理论基础,以降低叉车振动为研究目标,从叉车车架,发动机出发,并联系实际测试,对某型号叉车进行系统的减振分析。
  针对本公司小吨位内燃叉车振动大的问题,从叉车最主要的结构件车架入手进行分析,利用有限元分析软件ANSYS对其进行静,动态的分析,找出车架振动的主要原因,车架的振动主要来源于发动机激励与车架之间的共振,如何有效地避开发动机低阶激励的振动频率,是叉车车架优化设计的主要目标之一。并提出结构改进方案,通过对各方案的分析对比,提出合理的结构改进,对改进后的结构进行优化设计,最后根据优化结果生产样车,进行试验验证本文从以下几个方面进行了分析:
  首先,建立叉车车架三维几何模型并进行处理,对车架进行有限元仿真,根据车架结构特点,采用壳单元,实体单元。车架是由很多部件焊接而成,所以我们用绑定定义各部件之间的接触方式。采用六面体网格,探讨网格收敛,检验网格设置的合理状态。
  第二,通过对车架在不同工况下的静态分析,得出载荷作用下车架最大应力点。对车架进行模态分析,得出车架的前六阶固有频率及振型,确定了路面不平度及发动机的激励频率范围,得出车架振动的原因,车架的振动主要来源于发动机激励与车架之间的共振。
  第三,在分析车架振动的主要原因基础上,提出改进车架结构的若干方案,
  通过对各方案进行分析对比,得出通过改变前横梁和下横梁板厚的方法可以有效地改变车架第一阶的固有频率,从而避开发动机低阶激励的振动频率。
  最后,根据优化结果,制作样机,并对样车进行动态试验,并与有限元分析结果相比较,吻合较好,验证了车架的计算模型,边界条件及模拟方法等的正确性。
[硕士论文] 陈卫东
机械工程 长安大学 2017(学位年度)
摘要:随着经济的发展,叉车的使用量越来越大,用户对叉车的性能、质量的要求也越来越高。叉车制动器作为叉车的重要安全部件,其性能、质量、可靠性和使用寿命等性能越来越受到叉车主机厂和用户的重视。
  蹄式制动器是叉车最常用的制动器,本文根据该制动器用户的质量反馈,对4-5吨叉车制动器的质量问题进行了分析研究,对其结构进行了设计改进。
  首先,本文介绍了4-5吨叉车制动器的结构特点和这种制动器制动性能计算方法—效能因数法。讨论了叉车制动力矩的目标值Mm计算方法和叉车制动器强度校核力矩JM的确定方法。并计算了4-5吨叉车制动力矩目标值,4-5吨叉车制动器的制动效能、制动力矩和制动器强度校核力矩。然后以该制动器为例,分析了具有自动增力作用的蹄式制动器的结构参数对制动效能的影响情况。
  其次,根据对1~10吨叉车制动器结构参数的对比分析,结合4-5吨叉车总体结构的要求,提出了4-5吨叉车制动器的改进方案。通过适当增加制动蹄的宽度,增大了摩擦片的表面积,从而降低了摩擦片表面的比压,提高了摩擦片的使用寿命;通过修改制动蹄铁的结构,提高制动蹄的强度,防止制动蹄发生开裂故障;通过对制动底板进行局部加强,提高制动底板的强度。
  最后,基于CAE分析软件Ansys Workbench,对改进后的制动底板、制动蹄总成进行了强度分析验算,为改进后的制动器的质量和可靠性提供了理论支撑。
  通过跟踪改进前和改进后的4-5吨叉车制动器的使用情况,验证了改进后制动器强度的可靠性。
  本文探讨了叉车制动器强度校核力矩的确定方法,分析了制动器结构参数对制动效能的影响,并基于制动器质量问题的研究、分析,对4-5吨叉车制动器的结构强度进行了改进优化,得到了质量可靠的制动器。本文的研究思路和所做的研究工作对今后改善其他类型制动器强度和质量具有重要的应用价值。
[硕士论文] 刘涛
交通运输工程 兰州交通大学 2017(学位年度)
摘要:吊车系统是航天发射场关键设备,主要承担火箭、飞船、卫星、逃逸塔等试验产品的卸车、转场和吊装对接等节点性工作,其中应用最广泛的是桥式吊车。本文针对航天发射场固体运载火箭整体吊运过程中存在的产品长、吨位大、吊具设计复杂等难点,提出了双桥式吊车控制系统联网方案,可实现同步吊运整体固体运载火箭,并能同时满足单独运行完成其它工作。
  首先设计了两部桥式吊车硬件系统:通过增加Profibus-DP现场总线,减少其它系统硬件,实现了双桥式吊车控制系统物理组网,给出了双桥式吊车控制系统的接口关系和逻辑关系;在此基础上完成了控制系统软件设计和组网调试:编写了双桥式吊车控制系统软件,包括PLC控制软件、IPC监控软件和OP软件三部分,其中PLC软件在Step-7的环境中采用梯形图进行编辑,实现了吊车系统开机自检、自动控制、故障检测、寿命预估、位置计算等功能,主要用于对吊车各运行机构的控制;IPC软件利用Wincc6.2平台进行开发,实现了数据采集、参数显示、故障报警及处理提示、信息记录及存储等功能,主要为专业人员提供吊车系统设备可视化的人机交互界面;OP软件在SIMATIC TIAProTal内编译,实现了软限位解锁、大车安全门解锁、位置校准、变频器故障复位等功能,主要用于操作人员对紧急情况的处置。定义了两部桥式吊车的数据交换区,使控制数据和状态参数定区域定长度交互,完成了双桥式吊车共用控制系统建设,双桥式吊车控制模式可灵活切换单独控制和联动控制;达到了双桥式吊车联动控制同步吊运整体固体运载火箭,单独控制高效完成其它吊运工作的目的。
  本文设计方案已应用于航天发射工程实际工作,运行正常,满足航天任务需求,并通过了工程评审验收。
[硕士论文] 章天雨
机械工程 安徽理工大学 2017(学位年度)
摘要:滚筒筛在茶鲜叶筛分领域得到广泛应用。现有的滚筒筛通过筛体作单向整周回转运动实现物料筛分,筛分效率主要取决于滚筒转速,其运动形式单一,筛网利用率和筛分效率受限。本论文提出两自由度往复式滚筒筛的设计思路,以优化滚筒筛运动模式,获得更加优越的筛面颗粒运动形式。主要运用离散元仿真软件EDEM对茶叶在滚筒筛中的筛分过程进行数值模拟,运用运动学仿真软件ADAMS进行滚筒筛的运动特性分析,主要工作及结论如下:
  基于EDEM对茶叶在往复式回转滚筒筛中的筛分过程进行数值模拟,得出各往复回转参数对筛分过程的影响规律。并综合考虑筛分效率和处理量,得出在倾角取4~8°,往复频率取2~2.5Hz,往复摆角取60~75°时,可得到理想的筛分效果。
  基于EDEM对茶叶在两自由度往复式滚筒筛中的筛分过程进行数值模拟。取滚筒筛往复频率为1.5Hz,分别模拟施加X、Y、Z三个方向的直线往复振动后的筛分过程。得出X向直线往复振动最有利于茶叶颗粒群的分散、透筛和输送。进一步地,对X向直线往复振动和往复式回转运动组合的两自由度振动模式下的茶叶筛分过程进行基于正交试验的数值模拟。得出激振频率和往复摆角对筛净率有显著影响;在往复频率为1.5Hz,滚筒倾角为6°时,优选筛分方案的激振频率为8Hz,振幅为8mm,往复角为70°。
  设计出满足X向直线往复振动,解耦性能好的并联激振机构,并进行了两自由度往复式滚筒筛总体结构设计。基于ADAMS对滚筒筛的运动特性进行模拟仿真,得出各运动参数下的两自由度往复式滚筒筛运动特性。与通过EDEM模拟仿真得到的物料运动规律进行结合分析,揭示了茶叶颗粒群在两自由度往复式滚筒筛中的运动及筛分机理。
  最后,在自制的往复式滚筒筛中进行茶鲜叶筛分实验,验证了基于EDEM得到的各往复回转参数对筛分过程的影响规律。在往复频率为2.5Hz,往复摆角为100°时,筛分效果最好。
[硕士论文] 王增一
机械工程 安徽理工大学 2017(学位年度)
摘要:筛分机械在生产生活的各个领域都有着广泛的运用,传统筛分机械的已经不能满足人们日益增长的需求。传统筛分机械筛分效率较低,筛分时筛孔易于被堵塞等缺点在现代社会工业生产加工中已经愈发明显。
  混沌理论是上世纪中页被提出的一种新学说,在前人的努力下已经证实混沌振动在物料筛分上相对于传统机械有着更大的优势,更好的筛分效率,更大的物料处理量,与更强的透筛率。结合并联机构刚度、精度较高的特点、可以构建复杂运动曲线等特点,本文提出了综合并联机构与混沌振动理论的一种新型三自由度混沌振动筛。通过ADAMS运动学虚拟样机仿真软件对其运动特性进行仿真,再利用ADAMS、MATLAB、ANSYS软件对其动力学特性以及具体结构进行分析,基于TRIZ理论对其振动筛结构进行优化。具体工作如下所述:
  第一步:对三自由度混沌振动筛按要求进行具体设计,创建三维模型,数学与动力学模型,利用拓扑机构学知识对振动筛进行机型分析,得到其DOF(自由度)为三平移,在对其建立运动学模型并且进行分析。
  第二步:为使计算机模拟仿真时的计算量减小,对三自由度混沌振动筛的三维模型进行简化,其后通过ADAMS对简化模型进行仿真,得到各方向受激励输出的响应数据。
  第三步:利用MATLAB与ADAMS的后处理模块对仿真得出的数据进行混沌识别,确定振动系统在工作时已经进入混沌状态。
  第四步:基于TRIZ理论对初始设计的三自由度混沌振动筛振幅调整困难进行了优化,增强振动筛的适用性。
  第五步:使用ANSYS有限元分析软件对三自由度混沌振动筛筛架进行六阶模态分析,确定共振频率区,确保振动筛在工作时避开共振区,有效的提高设备寿命与安全性。
[硕士论文] 郭东
建筑与土木工程 长安大学 2017(学位年度)
摘要:近年来,伴随着我国采掘业、制造业的腾飞,长运距、高带速、大运量、大功率的带式运输机陆续投入使用,作为带式输送机主要载体的栈桥,相应的也朝着大跨度、超长度的方向发展,由于质量轻、承载力大,钢结构成为唯一的最佳结构形式。输煤栈桥不论在火力发电站还是煤矿公司都是生产链不可或缺的一部分,如果输煤栈桥结构出现问题,整个生产系统将瘫痪,严重影响生产效益。本论文所分析研究的就是陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司的一个长达一百多米的输煤栈桥,该输煤栈桥的钢筋混凝土支撑被车辆撞击后,整个栈桥的钢桁架部分发生了连续倒塌。所以本论文研究的核心内容是运用有限元软件 SAP2000对该栈桥的连续倒塌性能做一个分析,得出倒塌的原因,在此理论分析的基础上重新设计一个新的输煤栈方案,并在新栈桥投入使用之前对该栈桥进行一次动力检测实验。
  第一部分研究的主要内容是基于有限元软件SAP2000,用拆除构件法对钢筋混凝土支撑底部柱子进行拆除分析研究该栈桥的倒塌性能。拆除柱子的研究工况有三种,分别是静力线弹性分析、静力弹塑性分析和动力弹性分析。针对这三种不同工况的研究,通过拆除该栈桥支撑的底部柱子的根数来研究每种分析工况下栈桥的倒塌性能,并对这三种工况进行比较,得出最适合本论文研究该栈桥倒塌性能的方法以及该输煤栈桥倒塌的原因,为后面设计新栈桥提供理论基础。
  第二部分研究的主要内容是在第一部分研究内容的基础设计一个新的栈桥重建方案并对该新栈桥进行了动力检测实验。新的设计方案对旧栈桥的支撑少、支撑底部刚度较小等方面进行了改良。在新的输煤栈桥正式投入使用前对该栈桥进行了动力检测实验,来验证新栈桥是否满足生产要求。
[硕士论文] 郑猛
机械工程 安徽理工大学 2017(学位年度)
摘要:气力输送装置具有不直接消耗机械能而实现增压过程,输送过程相对传统机械输送具有安全、结构简单、易于自动化过程、对环境污染少,可以使固体颗粒沿着输送管道实现一到多地的输送和多地向一地的聚集等优点。现已广泛运用在矿产、电力、水泥、粮食、铸造、建材等领域中。喷射器是气力输送系统的关键装置,其结构和性能都必受到人们越来越多的关注。
  从喷射器工作原理出发,对设计所涉及到的理论计算公式进行了归纳。由实际设计要求,采用最优化结构设计法,对喷射器的主要尺寸进行了设计。气力输送系统涉及到两相流动,由于两相流动的复杂性,对于气力输送相关的设计计算大部分采用理论和实验相结合的方法。本文利用FLUENT软件,采用双欧拉模型和离散模型对其内部流动进行了数值模拟。
  首先利用三维建模工具对喷射器模型建立,再通过网格划分软件对其进行网格划分,最后在FLUENT软件中完成对喷射器的数值模拟。通过数值模拟验证所设计结构的准确性,并对其内部的流动特性进行了分析。考虑了结构参数改变对气力输送喷射器的影响,得到了静压变化曲线,固体颗粒速度矢量图、气体湍流动能图和速度云图等。
  分析了不同结构参数对气力输送系统的性能影响,并对气力输送相关的输送管道的颗粒悬浮理论做了验证。所运用的设计理论过程和数值模拟过程,对喷射器在工程上的应用有一定的指导作用。
[硕士论文] 王雅楠
机械工程 安徽理工大学 2017(学位年度)
摘要:带式输送机作为最重要的连续物料运输机械,其运用领域十分广泛。其中,受料段是带式输送机的重要组成部分之一,然而目前研究人员对带式输送机受料段特性和结构设计大多参考工程设计经验,而非采取精确的理论计算,因此导致其在运输物料的过程中存在大量的磨损以及撒料现象。从而使带式输送机的使用寿命降低、维修成本增大、生产率减小,并且撒落的物料易造成环境污染。本文主要对带式输送机受料段的特性进行分析,结合特性分析,对带式输送机受料段的结构进行改进。该研究对带式输送机受料段的结构设计具有良好的参考意义。
  本文从带式输送机受料段的整体出发,结合其结构特点,将带式输送机受料段简化为带有均布荷载的轴向力作用下的弹性基础梁振动模型。然后运用机械振动理论得出受料段的振动方程,再用MATLAB对该方程进行拟合,得出带式输送机受料段的托辊间距、输送带的张力、物料的冲击力对振动的影响。为了验证理论的正确性,本文设计了带式输送机受料段的模拟实验样机,并将实验采集数据和理论计算结果进行对比,验证了理论分析的正确性。
  结合受料段的特性分析以及当前导料槽设计存在的问题,对导料槽的长度及形状进行改进,并用离散单元仿真三维物料流,验证改进方案的正确性。
  根据带式输送机受料段的特性分析可得:带式输送机受料段的振动和托辊间距、输送带的轴向力、物料的冲击力有关。托辊间距越小、轴向力越大、物料冲击力越小均有利于减小振动,使输送带保持稳定性、提高输送带的使用寿命。根据带式输送机受料段的结构改进可得:对导料槽长度的改进有利于提高带式输送机的生产效率、降低能耗;对导料槽形状的改进有利于保持物料的对中性,防止撒料。
[硕士论文] 王思琪
机械制造及其自动化 长安大学 2017(学位年度)
摘要:可靠的安全计算是安全施工的重要前提。伴随我国建筑行业的迅速发展,施工安全问题逐渐获得更广泛的关注。党的“十七大”、“十八大”报告中对坚持安全发展,遏制重大安全事故做出反复强调。为提高施工升降机基础的安全计算水平,可靠的强度校核是安全计算重要的组成部分。本文将研究开发施工升降机基础安全计算系统,利用计算机辅助技术可靠、高效的分析计算功能,验证施工升降机基础结构的可靠性,为国内广大工程施工人员在基础设计计算过程中提供一定的参考依据。
  本研究主要内容包括:⑴通过对施工升降机基础设计方案的研究和分析,确定了影响基础尺寸类型的主要安装条件,并以此为根据建立了施工升降机基础信息的数据库;研究了基于Python的ABAQUS有限元软件的二次开发技术,利用Python对ABAQUS有限元软件进行了二次开发,实现了ABAQUS中钢筋混凝土结构的参数化建模、自动装配、添加材料、定义载荷等功能;⑵根据系统开发背景和需求设计了系统开发流程,确定了系统实现的基本模块及功能,在.NET Framework4.0框架下进行了系统主操作模块的设计,选择了基于TCP/IP协议的通信技术,分别利用C#和Python建立了Socket的服务器端和客户端;⑶通过对施工升降机钢筋混凝土基础混凝土和钢筋材料单轴应力下损伤原理的分析与研究,确定了钢筋和混凝土材料的本构模型,利用Matlab科学计算软件计算分析了材料应力-应变关系。对西安京龙工程机械有限公司工程某项目实例,利用本文设计开发的安全计算系统对SC200/200TD型施工升降机的钢筋混凝土基础进行非线性有限元分析。
[硕士论文] 向岳山
机械工程 长安大学 2017(学位年度)
摘要:近年来,随着国内经济发展速度的放缓,基础设施建设的减少,装载机的需求增长速度也出现了下滑,装载机生产企业的关注点从过去的产销量转变到质量上来,以提升自身的竞争力。从使用经验来看,国内装载机存在的主要问题是可靠性不高。工作装置作为装载机的核心组成部分之一,在长期随机工作载荷作用下,容易发生疲劳破坏,而其中又以动臂的断裂最常见,严重影响整机的性能和使用寿命。因此,研究一种装载机动臂载荷谱的测试方法,并利用测得的载荷谱对动臂进行台架疲劳试验是很有必要的。
  本文以ZL90装载机为对象,主要研究了装载机动臂载荷谱的测试方法和当量外载荷的计算方法两个方面。
  动臂载荷谱测试方面:提出了测试动臂载荷谱的两种方法—销轴传感器法和动臂贴片法。在销轴传感器法中,对装载机铲斗进行了受力分析,详细论述了销轴传感器、连杆传感器和侧向力传感器的工作原理,设计方法,自行设计了销轴传感器标定工装和标定方法,对铲斗有关部位进行了技术改造,并对改造后的铲斗进行了强度校核。在动臂贴片法中,阐述了该方法的测量原理,设计制作了动臂验证模型进行试验,以检验其可行性,最后制定了动臂装机标定方案。
  当量外载荷的计算方面:根据装载机工作装置各部件的参数,利用几何法求取各铰点坐标。以传感器测得的力为基础,计算动臂各铰点在大地坐标系下的受力,并将其转换到动臂坐标系中。在动臂坐标系中,作出动臂中性面弯矩时间历程,求出动臂的当量弯矩图;在工作装置的铲掘姿态下,根据动臂的当量弯矩图求取动臂的当量载荷,并反推得到疲劳试验时应当施加于铲斗的当量外载荷,根据当量外载荷设计动臂疲劳试验方案。
[硕士论文] 刘亚飞
机械工程 长安大学 2017(学位年度)
摘要:施工升降机作为建筑施工现场的关键大型设备,被用于垂直运输建筑材料、人员和施工设备。多年来通过众多科研人员的不懈努力,施工升降机已经获得了飞跃的发展,在结构、电控和安全等技术上都日臻完善。但是,施工升降机在设计、制造等方面依旧存在许多难以克服的问题,如设计周期长、吊笼自重大等。为解决这些难题,节省大量的人力和时间,采用计算机辅助设计技术研发专用于施工升降机结构设计与分析的应用软件是一项卓有成效的工作。
  计算机辅助设计技术作为当前热门技术,在现代产品设计技术发展有着重要地位和作用。将CAD与CAE紧密集成、协同工作,已经成为企业具有先进信息化水平的重要标志之一。将CAD/CAE集成技术应用于施工升降机设计过程对提高施工升降机的设计效率和产品质量,降低研发成本,合理利用开发资源,缩短产品研发周期以及进一步优化其结构都有着重要的意义。论文所做的主要工作如下:
  1.分析了施工升降机的结构组成和工作原理以及设计过程中应考虑的载荷计算,包括静载荷、额定载重量、风载荷等,并给出主要结构件在不同工况下的载荷组合,为施工升降机的结构分析计算系统的开发提供了理论依据。
  2.研究了自动化参数建模及装配技术、自动化参数有限元分析技术、自动化生成分析报告等关键技术;选用SolidWorks、ANSYS、Word作为系统支撑软件,分别研究了其二次开发方法和集成方式。其中,为实现ANSYS与系统的完美集成,创新性地提出基于Socket和Windows API的二次开发方法。关键技术的研究为施工升降机结构分析计算系统的实现提供了方法依据。
  3.分析了系统需求,并根据需求进行了系统功能设计和架构设计;确定了系统架构为三层架构,使用反射工厂设计模式实现系统的扩展性和开放性,并基于Visual Studio开发环境以及SolidWorks、ANSYS、Word支撑软件,实现系统各模块功能。
  通过具体应用证明,本文开发的结构分析计算系统实现了施工升降机建模、分析及报告生成功能,大大提高了施工升降机设计效率,。具有良好的工程应用价值。
[硕士论文] 候聪亚
机械工程 中北大学 2017(学位年度)
摘要:桥式起重机是制造业中必不可少的起重设备,可以提高运输效率,减轻劳动强度。本文针对桥式起重机传统优化设计方法减重效果差、运算效率低、无法求解复杂问题等缺点,尝试利用萤火虫优化算法(Glowworm Swarm Optimization,GSO)对桥式起重机的主梁截面尺寸进行优化,在满足生产要求的前提下,使其质量达到最轻。
  本文主要的研究内容有:
  (1)对国内外起重机和萤火虫算法的研究现状进行了分析,并对算法中存在的收敛速度慢、易陷入局部最优等缺点进行分析,提出了改进萤火虫优化算法(Improvementof Glowworm Swarm Optimization,IGSO),并将其应用于桥式起重机主梁尺寸优化当中。
  (2)研究了萤火虫算法优化过程中的关键步骤,并将觅食行为策略和自适应惯性权重引入到基本萤火虫算法中,最后将改进的算法与模拟退火算法重新融合构造,形成了本文的改进萤火虫算法,并用两个典型的函数对改进算法进行测试与改进前的优化数据进行对比,验证了本文算法性能和优化结果的合理性和可行性。
  (3)通过对模型的分析确定了优化流程,进一步研究了主梁结构和载荷分布的特点。最后,选取设计变量,建立目标函数,以及确定约束条件包括强度、刚度、稳定性、边界尺寸等等。在此基础上建立了相应的主梁截面尺寸优化设计的数学模型。
  (4)将某型号桥式起重机的箱形主梁作为研究对象,并对算法中的主要参数进行多次试验,确定最适合改进萤火虫算法的参数。用最优的一组控制参数来优化主梁截面面积。优化结果表明改进萤火虫算法优化结果比初始主梁的截面面积减少了20.86%,最后,用ANSYS Workbench对优化前后的模型进行对比,从强度、刚度方面验证了优化结果满足实际工程需求。
[硕士论文] 李卫红
机械工程 湖南大学 2017(学位年度)
摘要:随着核电大发展时代的到来,核电燃料元件制造技术和设备得到持续的改进和完善,自动化和智能化技术被越来越广泛地应用于生产线的各个环节,取代繁重、重复的手工操作。某压水堆是第三代核电技术中的先进堆型之一,其燃料棒制造工艺是保证燃料组件在反应堆中完整性的第一个也是最重要的一个环节,因此对每个环节都尽可能减少人工干预,保证工艺稳定和产品受控。本文以X工厂某压水堆燃料组件燃料棒传输线为研究对象,对管氧化下料至芯块振动装管上料之间的包壳管传输方式和燃料棒有源检测下料至外观检验平台上料之间的燃料棒传输方式进行设计,综合现场已有设备布局,最终确定了传输方案,完成了两段续接传输线的研制。
  本文研究的主要内容有:
  (1)对 X工厂燃料棒制造和检验工艺进行研究,根据各工艺特点,总结了燃料棒传输线的特点和通用设计需求,并对目前管氧化下料至芯块装管上料和有源检测至外观检验平台上料的自动传输方式,提出了具体设计思路和目标。
  (2)分块对每部分进行了机械结构设计,实现了包壳管和燃料棒的分级缓存、单根自动分拣传输、中心对齐纠偏、整批同步带传输、取料提升、行车门架式运输、单轮传输等功能,搭建起了续接传输线框架。
  (3)进行电气控制系统和 PLC程序设计,以 OMRON运动控制器为核心进行运动控制和逻辑控制,通过伺服电机、变频电机和气缸来完成整个传输过程,用梯形图编制控制程序,实现续接传输线的自动控制;通过 NB-Designer软件开发人机界面,与OMRON运动控制器通信,在触摸屏上进行设备控制和各传感器状态显示,增强了人机交互性。
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