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《中南大学》 2004年
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多支承回转窑接触体系的力学特征研究及参数优化

肖友刚  
【摘要】:回转窑是冶金、化工、建材、特殊废物焚烧处理等行业生产流程中的核心设备,一次停窑事故将引起整个生产流程的中断,造成重大生产损失,保证其安全、高效运行是相应企业提高经济效益的关键。论文以形成一套完备的回转窑设计、维护理论体系为目标,对回转窑的力学机理、结构优化、运行状态调整等问题进行系统深入的研究。 推导了回转窑内物料动态安息角的计算公式,建立了料床与封盖窑壁间对流传热的物理数学模型,并求出了料床与封盖窑壁的对流传热系数,推出了烟气、物料、窑壁净辐射换热量的计算公式,最终建立了多参数耦合工况下回转窑传热过程的综合数学模型,通过数值仿真,得出了窑内烟气、物料、窑壁的温度分布规律。 根据滚圈处筒体的变形及平衡条件,得出了筒体—滚圈的接触角及筒体—滚圈的接触压力分布规律。提出了接触问题的系统分解法,并将回转窑接触大体系分解成筒体与滚圈接触体系、滚圈与托轮接触体系、托轮与托轮轴接触体系。通过在托轮与托轮轴的过盈配合面上设置接触伪单元,对托轮与托轮轴接触体系进行了有限元数值计算。研究了斜压状态下托轮滚圈多体接触模型的特点,基于均匀设计法及有限元分析,拟合了滚圈的力学特征公式。基于多重子结构技术,建立了超长筒体与滚圈的多体接触模型。通过这些研究,得出了如下结论:托轮与滚圈的接触应力基本以接触中心为圆心,由接触中心向着接触边缘逐步递减;滚圈回转一周,截面等效应力交变五次,这种周期性交变应力易导致滚圈开裂;档位段筒体的等效应力远大于跨间筒体等效应力,档位段筒体的强度偏弱,跨间筒体强度有一定富余。 研究出了给定位移下回转窑支承力的有限元通用解法,得出了支承力与轴线偏差的计算公式。研究表明:回转窑支承力受中间档轴线偏差的影响大,受边缘档轴线偏差的影响小;每档支承力主要受本档及其左右两档轴线偏差的影响,受其它档轴线偏差的影响较小;垂直方向的轴线偏差,主要影响载荷在各档支承上的分配,水平方向的轴线偏差主要影响托轮支承力的大小。 将模糊优化与有限元法相结合,建立了筒体结构优化模型,用子问题近似法进行求解,结果表明:筒体结构优化,减少了筒壳的最大等效
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TF806

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 梁小玲;肖友刚;李学军;;超长筒体与滚圈三维多体接触体系的力学特征[J];中国工程科学;2005年12期
2 时彧;肖友刚;雷先明;;非连续接触下滚圈的接触压力及疲劳寿命预测[J];中国工程科学;2006年07期
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6 肖友刚;雷先明;陈国新;;筒体与滚圈大面积多体接触问题的有限元解法[J];郑州大学学报(工学版);2006年04期
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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4 张波;大型回转窑筒体的力学分析与计算[D];北方工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李学军;大型多支承回转窑健康维护理论与技术研究[D];中南大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵先琼;大型多支承回转窑主体部件力学行为分析及有限元仿真[D];中南大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 范铭丰;武伟;刘洪斌;;基于CERES-Maize模型的玉米遗传参数优化及验证[J];安徽农业科学;2010年06期
9 王谧;王维东;范玉刚;赵志华;刘平;卜群第;;棉花“两带育苗”基质配方研究[J];安徽农业科学;2010年10期
10 马红梅;;正交设计和均匀设计在复合蔬菜汁发酵饮料配方优化中的应用[J];安徽农业科学;2010年22期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王永冠;黄友剑;荣继刚;程海涛;;虚拟样机在橡胶元件开发中的应用[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
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3 张胜利;朱彪;;拜耳法生产氧化铝节能措施的探讨[A];经济策论(上)[C];2011年
4 桂学斌;;晶体分解过程的温度控制与技术改进[A];铝冶炼节能新技术研讨会论文集[C];2011年
5 陈立海;杨青真;孙志强;季新杰;;基于遗传算法与神经网络的翼型气动优化设计研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 丁建彤;白银;戴玭;杨建国;石研然;;高速水下钢球法的建立与应用[A];2011全国水工泄水建筑物安全与病害处理技术应用会刊[C];2011年
7 娄世彬;;浅述氧化铝工业的尾渣处理问题[A];2009年金属矿产资源高效选冶加工利用和节能减排技术及设备学术研讨与技术成果推广交流暨设备展示会论文集[C];2009年
8 娄世彬;;关于铝土矿尾矿的处理现状及问题[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年
9 钱桂安;王茂廷;;基于单轴高周疲劳寿命预测的局部应力应变法的研究[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
10 钱桂安;王茂廷;王莲;;用局部应力应变法进行高周疲劳寿命预测的研究[A];第十二届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘万超;拜耳法赤泥高温相转变规律及铁铝钠回收研究[D];华中科技大学;2010年
2 徐远纲;大型电站锅炉掺烧印尼煤的研究与应用[D];华中科技大学;2010年
3 凌丹;威布尔分布模型及其在机械可靠性中的应用研究[D];电子科技大学;2011年
4 房永广;高碱赤泥资源化研究及其应用[D];武汉理工大学;2010年
5 朱航;基于多源遥感信息融合的作物营养状况监测与喷洒控制系统的研究[D];吉林大学;2011年
6 段红燕;不同载荷下缺口参数对轴类零件低周疲劳寿命的影响[D];兰州理工大学;2009年
7 欧祖军;部分因析设计的最优折叠反转及相关问题的研究[D];华中师范大学;2011年
8 屠焰;代乳品酸度及调控对哺乳期犊牛生长性能、血气指标和胃肠道发育的影响[D];中国农业科学院;2011年
9 衣振华;疲劳裂纹扩展研究及在装载机横梁寿命估算中的应用[D];山东大学;2011年
10 田晓伟;新型高纯微电子封装材料的研究与开发[D];复旦大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘超;聚氨酯膜预防综放巷道煤层自燃技术的研究[D];山东科技大学;2010年
2 杨涛;异戊烯酸甲酯催化合成及动力学研究[D];郑州大学;2010年
3 杨素娟;南水北调工程芳芝段开挖渠道边坡稳定敏感性分析[D];郑州大学;2010年
4 方桂景;SYB500输油臂关键技术的研究[D];大连理工大学;2010年
5 薛忠泉;橡胶集料的掺量和级配对混凝土性能影响研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 李伟星;dapA基因缺失菌株的构建及其发酵条件研究[D];甘肃农业大学;2010年
7 陈致印;枸杞速溶粉的研制及品质评价[D];甘肃农业大学;2010年
8 王祺;AZ31镁合金型材张力绕弯工艺研究[D];沈阳理工大学;2010年
9 李欣;电解法制备甲基磺酸亚锡及其性能研究[D];沈阳理工大学;2010年
10 焦容容;可视化分析与神经网络用于枇杷叶中提取熊果酸工艺试验研究[D];安徽师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李月;黄民;;基于三点法的回转窑轴线在线测量系统[J];北京机械工业学院学报;2007年03期
2 赵五一;解等截面静不定梁的通用矩阵方程组[J];北京联合大学学报;1995年02期
3 贾静科;基于AD598的差动变压器式位移传感器[J];传感器世界;2000年09期
4 李爱民,蔡九菊,王志,魏砾宏;固体废弃物在回转窑内混合特性的试验[J];东北大学学报;2002年02期
5 田敬民;霍尔传感器在电力电子技术中的应用[J];电工技术杂志;1995年06期
6 陈芳,曹金华,张志胜,杜正春,颜景平;磨机中物料分布的理论分析[J];电子工业专用设备;1999年04期
7 陈彪;刘辉;;无线数传模块及其应用[J];电子制作;2005年06期
8 邱夏陶,韩小良;回转窑传热数学模型及其优化[J];钢铁;1994年06期
9 严建华,李水清,黄景涛,李润东,池涌,岑可法;回转窑内MSW轴向传输和扩散的数学模型和仿真[J];工程热物理学报;2002年03期
10 刘刚,池涌,蒋旭光,朱江,严建华,岑可法;模拟危险废物颗粒回转窑内运动特性试验研究[J];工程热物理学报;2005年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李学军;大型多支承回转窑健康维护理论与技术研究[D];中南大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 赵先琼;大型多支承回转窑主体部件力学行为分析及有限元仿真[D];中南大学;2002年
2 周志鹏;回转窑筒体激光测量系统的研制[D];武汉理工大学;2006年
3 励红艳;回转窑动态运行轴线实时监测系统的研制[D];武汉理工大学;2006年
4 阚玲玲;基于单片机的高精度随钻测斜仪系统开发[D];大庆石油学院;2007年
5 黄文竞;高压应力下石英砂颗粒破碎机理的试验研究[D];武汉理工大学;2007年
6 李宝锋;回转窑轮带直径测量系统优化设计[D];武汉理工大学;2009年
7 杨红兵;回转窑在线测控系统的可行性研究[D];武汉理工大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 肖友刚;赵先琼;李学军;;多支承回转窑支承系统模糊优化配置研究[J];兰州理工大学学报;2006年05期
2 李延民;贺雷;;基于ADAMS的章动球磨机的运动仿真分析[J];矿山机械;2012年03期
3 张伟伟;贾现召;刘永刚;邢宏志;国雅强;;回转窑筒体有限元分析[J];河南科技大学学报(自然科学版);2010年01期
4 肖似蹼;肖友刚;雷先明;时彧;;三维热弹性接触问题的互补方程及有限元解法[J];郑州大学学报(工学版);2008年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 崔国起;激光器水冷机关键技术研究[D];河北工业大学;2011年
2 贺雷;章动球磨机的虚拟样机设计及优化分析研究[D];郑州大学;2012年
3 乔素梅;纳米片状锌粉制备工艺的研究[D];华东理工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沈久珩,马丽丹,吴晚云,吴伯农;超静定、等强度构件群体偏载失效的力学分析[J];北方工业大学学报;1996年03期
2 王春和,孙夏明,林宏远,游力挥;北方93WS-BF型回转窑柔性传动的动力学分析[J];北方工业大学学报;1996年03期
3 赵五一;解等截面静不定梁的通用矩阵方程组[J];北京联合大学学报;1995年02期
4 宁英吉;用广义阶梯函数求解铰联接的变刚度梁变形问题[J];东北大学学报;1995年02期
5 姚伯威;水泥回转窑的一种Fuzzy控制实现[J];电子科技大学学报;1995年06期
6 余刃,叶鲁卿,张永刚;智能控制-维护-技术管理集成系统(ICMMS)及其在电力系统中的应用──(二)ICMMS分析与设计的基本方法[J];电力系统自动化;1999年24期
7 张永刚,叶鲁卿,曾伟民,姜文立;智能控制—维护—技术管理集成系统(ICMMS)及其在电力系统中的应用 (三)电力系统自动发电控制的ICMMS体系设计[J];电力系统自动化;2000年01期
8 余刃,叶鲁卿,李朝晖;智能控-维护-技术管理集成系统(ICMMS)及其在电力系统中的应用(四) ICMMS框架下水电厂维护子系统的分析与设计方法[J];电力系统自动化;2000年03期
9 黄文振;国产200MW机组轴承负荷分析[J];重庆大学学报(自然科学版);1993年01期
10 黄文振,黄步玉,董勋;大型转子系统参数敏感性分析方法与应用[J];重庆大学学报(自然科学版);1993年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;沸腾和冷凝传热过程的强化——介绍一种高热流管[J];医药工程设计;1983年02期
2 ;搅动熔池中沉浸球体表面流动及传热过程的研究[J];钢铁研究学报;1993年03期
3 杨乾军;;谈谈热管及热管换热器[J];泸天化科技;1997年03期
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6 曾其良,王述洋,李滨,赵志江;转锥式生物质热解装置中热载体输送技术的研究[J];林业劳动安全;2005年02期
7 李铁凤,任晓光,宋永吉,程刚;池核沸腾传热强化及阻垢研究[J];石油化工高等学校学报;2005年03期
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9 陈叔平;李喜全;俞树荣;余建平;刘福录;谢振刚;李晓明;张效铭;;LNG球形贮罐绝热计算[J];低温与超导;2009年01期
10 冯彦龙;杨其;李可萌;王海;吴世见;苏巨桥;;橡胶硫化传热的模拟研究[J];橡胶工业;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 王如竹;;过冷态超流氦浴中的二步相变传热研究[A];上海市制冷学会一九九九年学术年会论文集[C];1999年
3 徐晓丽;杨昭;;呼吸式玻璃幕墙传热过程数值模拟[A];中国制冷学会2005年制冷空调学术年会论文集[C];2005年
4 刘薇;许向阳;王冬;蔡猛;;大小反应釜流体传热模型仿真对比[A];全国自动化新技术学术交流会会议论文集(一)[C];2005年
5 李艳;刘有智;李光明;陈广宇;张坚;;逆流超重机传热的实验研究[A];2006年石油和化工行业节能技术研讨会会议论文集[C];2006年
6 徐荣吉;周晋;丛伟;任挪颖;;脉动热管传热过程分析[A];第十二届全国冷(热)水机组与热泵技术研讨会论文集[C];2005年
7 何雪浤;刘全和;杨会林;张明川;;二级压缩滑片式压缩机开发的基本参数确定与传热分析[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年
8 樊文军;张胤;张云松;;双喷嘴喷射成形柱状坯传热过程模拟[A];第十三届(2009年)冶金反应工程学会议论文集[C];2009年
9 张胤;樊俊飞;任三兵;赵顺利;贺友多;;喷射成形生产圆管坯复合材料的沉积及传热过程模拟研究[A];第十三届(2009年)冶金反应工程学会议论文集[C];2009年
10 彭维;刘民;;冷暖地板及其发展动向[A];全国暖通空调制冷2004年学术年会资料摘要集(1)[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 敏丽 沈胜强 陈家骅 张志千;传热全仿真模拟是未来发动机研究的主要方向[N];中国汽车报;2000年
2 记者 陈建强 通讯员 李丹、王聪彬;中药生产可望实现自动化[N];光明日报;2002年
3 卜金初 司友福;隐形飞机自招“杀身之祸”[N];中国国防报;2002年
4 金涌;生态工业工程应运而生[N];中国化工报;2003年
5 刘莉;热学新理论为提高能效提供新途径[N];科技日报;2010年
6 记者 陶春;提高能源效率亟需热学新理论[N];学习时报;2010年
7 周建成 欧曼丽;株冶完成电铅炉节能改造[N];中国有色金属报;2008年
8 全国冶金节能减排新技术知识竞赛组委会专家组;烟气余热回用是加热炉节能的有效手段[N];中国冶金报;2010年
9 全国冶金节能减排新技术知识竞赛组委会专家组;烟气余热回收实现加热炉节能[N];中国冶金报;2010年
10 本报记者 刘垠;提高能源利用率急需拓展热学新理论[N];大众科技报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 肖友刚;多支承回转窑接触体系的力学特征研究及参数优化[D];中南大学;2004年
2 李学军;大型多支承回转窑健康维护理论与技术研究[D];中南大学;2003年
3 沈季胜;活塞热冲击与随机传热过程的研究[D];浙江大学;2002年
4 焦波;重力热管传热过程的数学模型及液氮温区重力热管的实验研究[D];浙江大学;2009年
5 吴晶;热学中的势能(火积)及其应用[D];清华大学;2009年
6 王伟文;宽筛分流化床的多相流模拟及有机硅单体合成的传热过程研究[D];天津大学;2010年
7 王振峰;边界元法在气热耦合计算及冷却结构优化中的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 王振峰;边界元法在气热耦合计算及冷却结构优化中的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 梁畅;同向双螺杆挤出机熔融段熔融传热过程研究[D];北京化工大学;2012年
10 李平杰;多支承索杆振动参数识别研究[D];华南理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 任超;罐式集装箱传热过程分析及数值模拟[D];华东理工大学;2012年
2 赵飞;地源热泵U型竖直埋管传热过程的模型构建及数值模拟[D];中国地质大学(北京);2011年
3 曲南;采暖地区自然气候条件下建筑围护结构传热过程的数值模拟[D];中国建筑科学研究院;2001年
4 肖国俊;石油焦煅烧回转窑综合传热数学模型与数值模拟[D];华中科技大学;2007年
5 于镒隆;大型多支承旋转轴系低频振动主动控制模拟研究[D];天津大学;2005年
6 张云松;喷射成形柱状坯生长及传热过程研究[D];内蒙古科技大学;2008年
7 黄振艺;热风炉蓄热室传热模拟及操作制度研究[D];重庆大学;2008年
8 赵先琼;大型多支承回转窑主体部件力学行为分析及有限元仿真[D];中南大学;2002年
9 肖友刚;大型多支承回转窑调窑参数模糊建模与模糊优化[D];中南大学;2002年
10 鲁刚;冰球蓄冷器传热过程的数值模拟[D];大庆石油学院;2003年
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