鉸鏈式共振破碎機前車架有限元分析及動態(tài)性能優(yōu)化.pdf

1、鉸鏈式道路共振破碎機，利用共振原理，通過前車架搭載的共振系統(tǒng)以接近水泥混泥土路面固有頻率敲擊水泥路面，從而高效改造水泥混凝土路面。本文源自校企合作項目，研究對象為鉸鏈式道路共振破碎機前車架，通過有限元靜力學(xué)分析和動力學(xué)分析對破碎機前車架的各項性能進行綜合評價并對存在的問題進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。本文主要工作如下：
　　一、首先介紹了破碎機的工作原理以及前車架結(jié)構(gòu)，并根據(jù)前車架結(jié)構(gòu)特點建立了以面網(wǎng)格為主，包含體網(wǎng)格的有限元模型。
　　二

2、、前車架靜力學(xué)分析：首先闡述了靜力學(xué)分析的基本理論，然后根據(jù)前車架的受力特點確定了兩種分析工況，即共振系統(tǒng)舉升工況和工作工況，最后對兩種工況進行靜力學(xué)分析，最大應(yīng)力分別為224MPa、284MPa，最大位移分別為8.275mm、3.52mm，結(jié)構(gòu)滿足結(jié)構(gòu)強度剛度要求并有一定的優(yōu)化空間。
　　三、前車架動力學(xué)分析：首先對前車架進行了模態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)第4階頻率42.27Hz及第5階頻率46.11Hz極為接近于破碎機常用工作頻率45Hz；

3、根據(jù)頻率響應(yīng)分析的結(jié)果，參考點的位移響應(yīng)在第4階頻率及第5階頻率處都有較大幅值，說明4、5階模態(tài)對結(jié)構(gòu)動態(tài)性能影響較大；根據(jù)瞬態(tài)分析的結(jié)果，在45Hz的激振作用下，前車架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了大幅度的振動。動力學(xué)分析結(jié)果表明前車架結(jié)構(gòu)動態(tài)性能不佳，應(yīng)當優(yōu)化前車架結(jié)構(gòu)使其固有頻率最大程度避開破碎機工作頻率。
　　四、前車架動態(tài)性能尺寸優(yōu)化：首先確定了組成前車架的14塊板厚的采樣范圍并進行了拉丁超立方采樣完成試驗設(shè)計，隨后根據(jù)主效應(yīng)分析結(jié)果篩選得

4、到影響4、5階頻率較大的10塊板，并采用克里金插值法完成了4、5階頻率與10塊板厚參數(shù)的響應(yīng)面擬合，用遺傳-梯度混合算法完成了4、5階頻率的多目標優(yōu)化，其中4階頻率降低到39.86Hz，降低了5.70％，而5階頻率升高到52.37Hz，提高了13.58%，有效的避開了工作頻率45Hz。
　　本文的工作表明，當前設(shè)計的破碎機前車架結(jié)構(gòu)上有待進一步的改善，且采用基于試驗設(shè)計的前車架尺寸優(yōu)化取得了很好的優(yōu)化效果，驗證了本文方法的可行性并