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大型直线振动筛的疲劳分析结果

文章作者:宏源振动筛发布时间:2016-09-23

     按照大型直线振动筛的设计寿命,振动筛正常使用时其疲劳极限应力循环次数应达到 109,因此大型直线振动筛的疲劳破坏实质上属于煤水腐蚀环境下的高周疲劳破坏。当加工结构件表面粗糙度为 16<Ra≤40 μm 时应用疲劳分析软件 FE-SAFE 计算所得大型直线振动筛的对数疲劳寿命如图 4 所示。由图4 可知,振动筛整体结构能够达到应力循环次数 109,但在振动筛侧板与横梁的连接位置、距激振器较近的侧板边缘、下横梁中部存在应力循环次数小于 109的危险局部区域。
     为了验证振动筛疲劳寿命数值分析的有效性和精确度,采用相似试验模型筛实验测试疲劳危险节点位置的动应变,与数值仿真结果进行对比验证,根据疲劳危险节点决定测试 6 个关键点的动应力。
其中侧板与支撑短横梁联接位置处分别取 3 个点,其中2 个点采用应变花,上、下横梁中点位置分别取 3 个点均采用应变片,模型筛动应力测试的实验测点布置如图 5 所示,其中测点 1,3 的动应变实验结果如图 6所示,数值仿真的对应节点 136,5 983 的动应变如图7 所示。
    实验测试动应变呈现不稳定的非周期性变化误差,分析原因认为主要是模型筛的尺寸缩比较大,测试时由于模型筛尺寸较小,故贴片位置可能存在偏差,4 组支撑弹簧刚度有偏差等。但从平均意义上实验结果与数值仿真结果变化趋势一致,二者的应力幅值接近。总之,系统误差和随机误差的存在及尺寸效应等使得实验与仿真的动应力差值较大,但整体上基本在工程误差允许范围之内。建立在实验与仿真基础上的疲劳寿命对比见表 1,测点寿命是根据实验测得的动应变数值利用疲劳分析软件计算得出,而节点寿命是根据有限元模型利用疲劳分析软件 FE-SAFE计算后提取得到。可见二者疲劳寿命具有相似性,数值计算疲劳寿命模拟实际振动筛的疲劳寿命具有较高的精确度。
 

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