【摘 要】
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大型多支承回转机械是建材、冶金、化工等许多生产行业生产流程中的核心设备,其主体部件(筒体、滚圈、托轮)的疲劳失效是这类设备发生机械故障和安全事故的主要原因。研究大
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大型多支承回转机械是建材、冶金、化工等许多生产行业生产流程中的核心设备,其主体部件(筒体、滚圈、托轮)的疲劳失效是这类设备发生机械故障和安全事故的主要原因。研究大型多支承回转机械主体部件的疲劳问题,对指导其主体部件的设计、制造、检验和管理具有重要意义。论文针对现有大型多支承回转机械疲劳预测方法的不足,根据其主体部件主要疲劳失效形式,提出利用断裂力学和局部应力应变法相结合的方法分析其各主体部件的疲劳寿命,主要包括以下三个方面的研究内容和结论:(1)基于简体有限元静力分析和断裂力学理论,建立简体疲劳裂纹扩展寿命的估算模型,得到简体疲劳裂纹扩展寿命与裂纹长度间的关系;简体裂纹的扩展大体包括三个阶段:稳定缓慢扩展阶段、快速扩展阶段和失稳阶段,而稳定缓慢扩展阶段的约占整个扩展寿命的80%等结论。(2)基于滚圈、托轮的接触有限元分析和局部应力应变法,建立滚圈疲劳裂纹萌生寿命的估算模型,得到轴线变化与裂纹萌生寿命间的关系;得出滚圈外圈表面接触区的峰值应力是导致其疲劳失效的主要原因,轴线发生偏移时滚圈疲劳裂纹萌生寿命迅速降低等结论。(3)基于滚圈、托轮的接触有限元分析和断裂力学理论,建立滚圈、托轮疲劳裂纹扩展寿命的估算模型,得到轴线偏差与滚圈、托轮裂纹扩展寿命间的关系;得出轴线偏移严重影响其扩展寿命,轴线偏移对滚圈及轴线偏向的托轮的疲劳裂纹扩展寿命的影响一致即:偏差越大,其扩展寿命越短;而与其背离的托轮的裂纹扩展寿命则随偏差的增大而增长等结论。
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