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大吨位压砖机预应力机理的研究

陈飞虎  
【摘要】:本文在介绍大吨位压砖机概况和论述预应力缠绕技术国内外发展概况的基础上,以预应力缠绕机架的上、下半圆梁以及立柱为研究对象,建立了预应力缠绕机架的数学模型。由于受工作载荷和预紧载荷的共同作用,机架的受力较复杂,本文采用了近似原理的简化分析算法。分析推导出钢丝、横梁和立柱的应力、应变与挠度的计算公式,得出了预应力缠绕张力的计算方法。 为了提高钢丝缠绕质量和最大限度发挥钢丝的力学性能,基于神经模糊控制理论的优点,采用模糊控制算法作为预应力钢丝缠绕张力的控制系统。结合预应力缠绕工艺的特点,针对钢丝缠绕张力的控制系统的结构,给出了相应的数学计算方法,并在MATLAB/Simulate环境下建立了仿真模型。根据所建立的张力控制系统的仿真模型和控制算法,利用功能强大的MATLAB软件对该系统进行仿真,其结果表明:在模糊控制下,该控制系统具有自适应能力强和动态响应速度快的优点。 以预应力缠绕机架的最佳应力状态为目标,采用“优化设计”的方法提出了机架的优化设计方法,采用MATLAB/GUI软件开发了预应力缠绕机架的优化设计人机交互界面,编制了设计的优化程序。相比于传统的设计方法,运算速度快、可操作能力强、运算结果准确直观可靠,并具有较好的可视化功能,优化结果便于比较和保存。利用SolidWorks/Simulation软件对预应力缠绕机架优化设计的结果进行静态分析和疲劳分析,得出该机架具有较高的强度、刚度及疲劳寿命,验证了该预应力机架参数优化设计的科学性与合理性。


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