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        諧響應(yīng)分析對(duì)預(yù)防設(shè)備共振發(fā)生的研究

        2017-12-07 11:03:53張春蘭
        中國設(shè)備工程 2017年23期
        關(guān)鍵詞:受迫振動(dòng)機(jī)設(shè)備刮板

        張春蘭

        (寧夏理工學(xué)院,寧夏 石嘴山 753000)

        諧響應(yīng)分析對(duì)預(yù)防設(shè)備共振發(fā)生的研究

        張春蘭

        (寧夏理工學(xué)院,寧夏 石嘴山 753000)

        共振的發(fā)生對(duì)設(shè)備的損害非常大,并且不容易處理解決,只有在前期設(shè)計(jì)階段,就運(yùn)用諧響應(yīng)分析等各種現(xiàn)代化分析手段來研判發(fā)生共振的各種可能性,進(jìn)而從根本上預(yù)防共振的發(fā)生。

        諧響應(yīng)分析;共振;預(yù)防

        1 概述

        共振的發(fā)生對(duì)設(shè)備的損害非常大,處理解決的成本也非常高。在前期設(shè)計(jì)階段,運(yùn)用諧響應(yīng)分析手段來研判發(fā)生共振的各種可能性,以達(dá)到設(shè)備的本質(zhì)性安全,保證設(shè)備的安全運(yùn)行,改善人對(duì)設(shè)備的操作環(huán)境。共振的損害對(duì)門型結(jié)構(gòu)的影響更為顯著,本文就針對(duì)門式刮板取料機(jī)設(shè)備共振的預(yù)防展開研究。

        1 諧響應(yīng)分析的特點(diǎn)

        諧響應(yīng)分析用于確定線性結(jié)構(gòu)在承受隨時(shí)間按正弦(簡諧)規(guī)律變化的載荷時(shí)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng),分析過程中只計(jì)算結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)受迫振動(dòng),不考慮激振開始時(shí)的瞬態(tài)振動(dòng),諧響應(yīng)分析的目的在于計(jì)算出結(jié)構(gòu)在幾種頻率下的響應(yīng)值(通常是位移)對(duì)頻率的曲線,從而使設(shè)計(jì)人員能預(yù)測結(jié)構(gòu)的持續(xù)性動(dòng)力特性,驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否能克服共振、疲勞以及其他受迫振動(dòng)引起的有害效果。

        2 諧響應(yīng)分析的研究

        2.1 設(shè)備模型的建立

        針對(duì)門式刮板取料機(jī)設(shè)備見圖1,采用計(jì)算機(jī)輔助分析軟件ANSYS13.0 結(jié)構(gòu)模塊,結(jié)構(gòu)模型的主要單元是BEAM189梁單元,質(zhì)量點(diǎn)單元采用MASS21,鋼絲繩用LINK8單元模擬,建立的三維網(wǎng)格化模型見圖2。

        圖1 門式取料機(jī)設(shè)備

        圖2 門式取料機(jī)三維網(wǎng)格化模型

        2.2 諧響應(yīng)分析結(jié)果

        當(dāng)刮板取料機(jī)水平時(shí)候,在取料機(jī)頭部施加500kg交變激勵(lì)時(shí),計(jì)算取料機(jī)頭部(節(jié)點(diǎn)1536)沿Y方向,取料機(jī)懸掛位置(節(jié)點(diǎn)1537)沿Y方向,取料機(jī)機(jī)架吊鋼絲繩位置(節(jié)點(diǎn)1354)沿Y方向及取料機(jī)門架頭部(節(jié)點(diǎn)1381)沿X方向的諧響應(yīng)狀況。圖3標(biāo)明了計(jì)算位置的節(jié)點(diǎn)號(hào)碼。

        圖3 取料機(jī)鋼結(jié)構(gòu)諧響應(yīng)分析節(jié)點(diǎn)號(hào)

        圖4是取料機(jī)刮板頭部(諧響應(yīng)曲線UY_1536)沿Y方向,刮板機(jī)懸掛位置(諧響應(yīng)曲線UY_1537)沿Y方向,取料機(jī)機(jī)架吊鋼絲繩位置(諧響應(yīng)曲線UY_1354)沿Y方向的諧響應(yīng)結(jié)果。圖5是取料機(jī)機(jī)架頭部(諧響應(yīng)曲線UX_1381)沿X方向的諧響應(yīng)狀況。

        圖4 刮板頭部500kg交變激勵(lì)時(shí)Y方向諧響應(yīng)分析結(jié)果(阻尼設(shè)為0.025)

        諧響應(yīng)分析結(jié)果認(rèn)為頭部激振力在1.0Hz左右為危險(xiǎn),所以,取料機(jī)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上,應(yīng)避開此振動(dòng)頻率,以預(yù)防設(shè)備發(fā)生共振的危害。

        圖5 刮板頭部500kg交變激勵(lì)時(shí)X方向諧響應(yīng)分析結(jié)果(阻尼設(shè)為0.025)

        3 結(jié)語

        運(yùn)用諧響應(yīng)分析手段來研判共振的發(fā)生,克服共振以及其他受迫振動(dòng)引起的有害效果,以達(dá)到設(shè)備的本質(zhì)性安全,可以保證設(shè)備的安全運(yùn)行,改善人對(duì)設(shè)備的操作環(huán)境,具有廣闊的推廣應(yīng)用價(jià)值。

        [1]王新敏.Ansys結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析與應(yīng)用[M].北京:人民交通出版社,2014.

        [2]GB/T 3811─2008 起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

        P315.9

        A

        1671-0711(2017)12(上)-0175-02

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