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《中南大学》 2004年
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球磨机筒体应力的三维有限元分析及其剩余寿命预测研究

陈黎明  
【摘要】:球磨机是建材、冶金和选矿等许多行业中广泛使用的一种非常重要的机械。我国的大型球磨机故障频发,尤其是筒体焊接处经常开裂破坏,严重影响了生产,造成重大经济损失。因此,计算筒体尤其是其危险部位的应力,预测其裂纹扩展速度或其使用寿命,具有非常重要的实际意义。本文就是针对江西铜业公司永平铜矿1~#球磨机来展开分析和研究的。 本文对球磨机工作状态进行了详细的分析,然后采用三维空间有限元模拟方法,对球磨机划分10节点单元进行有限元分析计算,并利用当前最流行通用的大型有限元模拟软件—ANSYS对球磨机筒体上产生的应力进行了有限元模拟,借助该软件强大的后处理功能,绘制了筒体应力,应变及节点位移等各种云图。接着对筒体的裂纹扩展规律及影响裂纹扩展的因素进行了分析,进而预测其裂纹扩展速度,最后通过计算由初始裂纹扩展到临界值所需要的循环次数得到了球磨机筒体近似的剩余寿命。 本文通过对球磨机工作状态的详细分析,采用了更能切合球磨机的工作情况的加载方法,计算结果表明这种分析方法有所改进。在分析球磨机裂纹时,首次将有限元分析的结果与断裂力学中相关理论结合起来,对球磨机筒体进行了裂纹扩展速度预测和剩余寿命预测,具有一定的实用创新性。并通过裂纹检测实验,有力地验证了这种预测方法的正确性,以及本文结论的可靠性。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TD453

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