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矿用振动筛在运行中不可避免的大量随机因素

矿用振动筛整体结构的制造、安装、运行等环节中,不可避免的存在着大量随机因素,主要包括:

    (1)结构材料随机性,包括材料弹性模量、泊松比、密度、屈服强度、强度等随机性;

    (2)几何随机性,如横梁长度、截面面积、侧板厚度等结构几何尺寸的随机性;

    (3)初始条件及边界条件随机性;

    (4)激励随机性。

    所有这些随机因素的存在,都将导致矿用振动筛产品在设计完成后,其静动特性及动态响应等方面存在不确定性。因此,对高效高可靠性矿用振动筛的研究必须考虑到随机性,将随机动力学理论与有限元方法结合,引入到矿用振动筛结构动力学研究中,分析参数不确定性对结构的动力特性、动力响应等方面的影响,使理论研究结果能真正地反映实际情况,进而提高矿用振动筛设计水平,提高产品质量,确保矿用振动筛安全、可靠运行。

    由于矿用振动筛在制造、安装、运行等环节中不可避免的存在着大量随机因素,采用随机动力学模型更能揭示实际结构存在的随机因素对动力学特性及响应产生的影响,而现有针对矿用振动筛随机动力学分析的研究尚未见报道。本文提出了矿用振动筛结构随机动力学研究课题,主要研究内容如下:

    1、矿用振动筛动力学性能实验。

(1)进行橡胶弹簧刚度特性实验。通过实验得到的载荷变形曲线,研究橡胶弹簧刚度的非线性特性。在实验数据基础上,应用应变能理论,研究橡胶弹簧的非线性本构方程及其非线性有限元分析模型。以实验分析结果提出的近似刚度区为基础,建立橡胶弹簧分析的线性替代模型,研究线性模型精度适用范围。对橡胶弹簧进行阻尼比实验及密度测试。

(2)矿用振动筛整体结构动力学性能实验。对矿用振动筛进行模态频率测试分析,通过对采集的信号进行分析处理,研究矿用振动筛结构的模态频率,为矿用振动筛结构进行直接的动态性能评估,同时为验证理论及数值模型计算结果的合理性提供依据。

    2、矿用振动筛随机动力学模型研究。对矿用振动筛随机结构动力学模型进行研究,将随机动力学理论与有限元方法结合到一起,建立矿用振动筛随机动力学有限元分析模型,针对矿用振动筛随机动力学模型中的关键问题,提出梁—壳单元模型,应用建立的梁—壳单元模型,对矿用振动筛结构进行动力学特性及动力学响应分析,将分析结果与实验结果及传统实体单元模型模拟结果对比,验证有限元模型的精度及分析效率。

    3、基于随机动力学模型矿用振动筛模态频率变异性分析。应用矿用振动筛随机动力学模型对矿用振动筛结构进行动力学特性分析,研究橡胶弹簧弹性模量、橡胶弹簧密度、橡胶弹簧泊松比、钢材密度和钢材弹性模量参数,单独随机及同时随机时,矿用振动筛模态频率均值及其一阶矩意义下和二阶矩意义下的变异性定量描述,分析变异性变化规律,并研究模态频率变
异变化率对参数灵敏程度。

    4、结构参数随机时矿用振动筛动态响应变异性分析。应用矿用振动筛随机动力学模型,考虑橡胶弹簧弹性模量、橡胶弹簧密度、橡胶弹簧阻尼、钢材密度和钢材弹性模量参数单独随机和同时随机时,研究矿用振动筛各主要结构振幅及动应力随机响应结果在不同参数随机条件下的变异规律,分析响应变异变化率对结构参数灵敏程度。

    5、激励参数随机时矿用振动筛动态响应变异性分析。应用矿用振动筛随机动力学模型,考虑偏心块质量矩、激振力频率和激振力方向角激励参数随机时,研究矿用振动筛各主要结构振幅及动应力随机响应结果在不同激励参数随机条件下的变异规律,分析响应变异变化率对激励参数灵敏程度。

责任编辑:东源机械

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矿用振动筛
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