自动烹饪机送料机构的结构设计【说明书+CAD+SOLIDWORKS】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：
编号：122566116
类型：共享资源
大小：3.98MB
格式：ZIP
上传时间：2021-04-20
上传人：221589****qq.com
认证信息
个人认证
李**（实名认证）
湖南
IP属地：湖南
40
积分
- 关 键 词：
-
自动
烹饪
机送料
机构
结构设计
说明书
CAD
SOLIDWORKS
- 资源描述：
-
自动烹饪机送料机构的结构设计【说明书+CAD+SOLIDWORKS】,自动,烹饪,机送料,机构,结构设计,说明书,CAD,SOLIDWORKS
- 内容简介：
-
共振结构中的疲劳裂纹的扩展摘要已经研究了结构共振激发的疲劳裂纹的扩展。这一结构被离散，且由一个线性微分方程组表示。裂纹被模拟为局部柔度。应用一个环形裂纹的动态节点来说明滞止裂纹。裂纹的深度决定了由裂纹引入的局部刚度，这反过来又影响在共振频率下拥有恒定振幅的外部激发的这一系统的动态响应。裂纹的扩展引入了额外的柔度，这使得扩展逐渐从共振处移开。在某些情况下，动态响应减弱，变得小于所考虑的材料的固有临界值。被称为动态滞止裂纹的这种现象，受材料的损耗系数的影响很大，是决定着开裂截面的荷载为最大时，裂纹生长的初始阶段的裂纹扩展的主要因素。1、 引言在动态荷载作用下，一个传播裂纹可能导致构件的破坏。因此，裂纹扩展速率的测定对机器的安全运行有着重大意义。Paris和Erdogan方程被用来确定传播速率： dadN=BKm （1）其中B，m是材料常数，而K是应力强度因子范围。方程（1）提到的是应力范围而不是平均应力。它也限制裂缝的向前扩展。为了克服这些限制，Sih4-6提出了伸展的应变能密度因子的概念，用来预测疲劳裂纹的增长。 dadN=CSminn （2）其中C，N是材料常数，Smin是应变能密度因子范围。裂纹形核和扩展在振动结构中的出现是很自然的，尤其是局部或整体的共振发生时。Chondros 和Dimarogonas7-9，Dimarogonas和massouros 10表明，裂纹形貌对这种结构的振动特性影响相当大。由于这种变化，裂纹附近的应力场将会发生改变。Dentsoras和Dimarogonas11-13表明，对于简单的结构而言，在这种情况下，裂纹扩展速率变的低于所考虑的材料的固有的临界值是可能的。这个过程，称为动态滞止裂纹，已被证明受系统中主要的阻尼机制中材料的阻尼的强烈影响。在这里，这个原则是适用于被模拟成为一个多自由度系统的振动裂纹结构，而且它还适用于转子在扭转振动下的一个四阶段的裂纹。2、 分析考虑一个质量集中，有n个自由度的振动系统M，K，其中M是对角质量矩阵而K是刚度矩阵。如果： x=x1tx2txn(t)T （3）为响应矢量，而且， K=k0Ku,M=m0Mu （4）其中，Ku，Mu分别是无量纲的质量矩阵和刚度矩阵，m0，k0是常数， Ix+0Aux=0 (5)是自由运动微分方程，Au 是无量纲的动态矩阵，而且，0=k0/m0。从方程（5）中，我们可以获得系统的特征值和特征向量。假设Z是模态矩阵，Dimarogonas9引入了标准化的特征向量， ui=Zuiiui (6)其中，iui是i型模式中无量纲的广义质量，正规矩阵u将与矩阵Mu，Ku相关联，通过以下方程 uTMuu=I （7）和 uTKuu=diag(ui) （8）其中，ui=i0是无量纲的特征值。通过引入 x=q （9）方程（5）可以被修正为 Iqu+qu=0 （10）其中，=diag(1)是特征值矩阵，方程（10）对应于非耦合振动。如果系统的结构阻尼是占主导地位的阻尼机理，而且阻尼矩阵C可以标准化，那么14 uTCu=m00diag(2iui) （11） 其中i是i型模型的损耗系数。更近一步来讲，如果P=Feiwt是激发矢量，那么通过引入F=F0Fu,Fc=F00m0方程（10）变为 qu+0diag2iuiqu+qu=FcuTFueit （12）响应振幅为 Qur=Fc(i=1nui(r)Fui)-2+0ruri+0ur (13)假设裂纹存在于所考虑系统的一部分中。由于裂纹的产生，刚度矩阵发生变化。如果矩阵K表示的刚度矩阵K的变化，它已由Dimarogonas and Paipetis15证明， rr=12Z(r)TKZ(r)Z(r)TKZ(r) (14)其中，wr是自然频率r的变化。对于目前的情况下，如果ai是初始裂纹深度，（wr）ai是各自的修正的频率，然后： (r)air=1-12ZurTKuZurZurTKuZur=1-12urTKuururTKuur (15)其中，Ku是无量纲的矩阵k。在共振中，=(r)ai=r-i那么方程（13）变成 Qur=F0(i=1nui(r)Fui)m0urr(urTKuurrurTKuur)2+(2-urTKuururTKuur )2-12 (16)如果 r=ucr(1rurTKuururTKuur)2+(2-urTKuururTKuur )2-12 (17)而 (Qur)c=F0(i=1nui(r)Fui)m0 (18)那么，最后， Qur=(Qur)cr (19)在坐标r中，应力为 Fr=Krx (20)其中，Kr是r方向上的刚度矩阵K。利用方程（9） Fr=Krx=KrQu (21)应力与力的相关关系为 r=S(Fr) （22）或者根据方程（16）-（19）： r=S(KrQu) （23）和 ur= S(K0KrQu) （24）是无量纲值的应力，其中K0是一个常数。应力强度因子的表达式： Kr=raF(a) （25）根据方程（23） Kr= S(KrQu) aF(a) （26） 而 Kur=uraF(a) （27）是无量纲应力强度因子。如果Kr=Krmax-Krmin,= Krmin/ Krmax,那么： Kr=Kr(1-) （28） 最后， Kr=K0uraF(a)(1-) （29）根据方程（29），这个Paris方程可以写成： dadN=BK0uraF(a)(1-)m （30）所以最后， N=B-1K01-maiafKur-mda （31）方程（31）是通常使用的。它给出了裂纹深度从ai增加到af的必要周期数。Kur的测定，在积分上取决于特定的模型，这将在下面的应用中显示。3、 说明性的例子考虑一个四级转子的几何特征d1，l1和一个周向裂纹，如图1所示。在每一盘上，施加扭转激励 Pi=Tieit （32）如果J是惯性量，而且 K=d4G32l （33）是每个单元的刚度常数，那么对于矩阵J,K，在方程（4）中是合理的。对于一个测试转子， Ju= （34） Ku= （35）利用雅可比旋转的方法发现了相应的特征值和特征向量：u1=0.0176 ,u2=0.2482,u3=0.5233,u4=0.6905 Zu= （36）如果Kr是构件r方向上没有裂缝的刚度常数，而（Kr）a是由裂引入的刚度常数，那么等效刚度常数为 (Keq)r=(Kr)Kr(Kr)+Kr (37)根据Sih和MacDonaldl6 （Kr）a是 (Kr)=Rr3GGIr(aRr) (38)其中，Rr是截面半径，并且：Ir(aRr)=0.0351-aRr-4+0.011-aRr+0.00291-aRr2+0.00861-aRr3+0.00441-aRr4+0.00251-aRr5+0.00171-aRr6+0.0081-aRr7-0.092由于对Keqr有一个分析表达式，所以矩阵Ku，可以用来计算每个裂纹深度且能作为一个结果，根据式（15），可以发现特征值的变化。在图2中，这个图表绘制了特征值与裂纹深度的比降。它可以很容易得出结论，裂纹深度的影响比系统的第一个特征值的影响强。如果T=T0Tu，其中T是激发矢量，Tu是它的无量纲值，那么根据方程（19）： (Qur)c=T0J0(i=1nui(r)Tui) (39)根据方程（23）: r=K0KrQuRIp (40)正如Sih和MacDonald15,16所展示的那样，对于第三型裂纹的扩展来讲， Kr=raRr12Rr121-aRr-52I(aRr) (41)其中，IaRr=0.375+0.18751-aRr+0.140631-aRr2+0.117191-aRr3+0.102541-aRr4+0.0781-aRr5根据方程（26）： Kr=K0KrQuRIpaRr12Rr121-aRr-52IaRr (42)和方程（40）： Kur=uraRr12Rr121-aRr-52IaRr (43)因此，Kur，取决于裂纹的深度，这已在图3中显示。其中，损耗系数是参数。最后，例如，通过公式（42），方程（30）可以进行修改，如下： daRrdN=BCm1-RmRrKurm (44)如果，Cs=BCm1-RmRr那么方程（44）整合后变为：N=Cs-1aiRrafRrRur-mdaRr (45) 在图4中，数值积分的结果显示了，损失系数的各种值以及低碳钢具有以下特点：N=4.3108N/m2Su=4.3108N/m2 m=2.51 B=2.83210-26m2+3m2/cycle Nm Kth=3.788106N/m32所示的制动线是所有点的轨迹，低速率的裂纹扩展在每一条曲线上发生转变。4、 结论利用Paris和Erdogan的疲劳裂纹扩展模型来研究一个谐振系统的破裂行为。建立了裂纹深度与一般适用的疲劳周期值间的一般关系。在机械和结构共振处或接近共振处，经常出现裂纹的扩展，这是一个机器出现故障的常见原因。在这种情况下，裂纹的引入可以改变系统的动态特性，如动态分析是用来确定在一个恒定的外部激励，开裂截面承载的任务剖面。这些信息被用来反馈到疲劳裂纹扩展模型中。最初，在或非常接近共振处，裂纹扩展率很高。由于裂纹深度的变化，系统的固有频率有一个相当大的减少，这使得裂纹从共振处“移走”，因此，降低了裂纹扩展速率。这种情况，在某些特定环境下，强烈地依赖于阻尼因子，可导致动态滞止裂纹，如图4所示。在这里，似乎总是发生裂纹滞止。在某种程度上，这是真的，因为如果裂纹扩展到一定程度，由于不稳定的裂纹扩展或一些其他的机制，结构构件可能在某一方面破坏系统的结构完整性，使得裂纹扩展可以在滞止点之前发生停滞。最后，可以很容易地得出结论，激励的大小和系统的几何形状仅能定量的改变结果。止裂或许并不是主要取决于相应的节点的阻尼。参考文献1P.C.Paris，The fracture mechanics approach to fatigue-an interdisciplinary approach.Proc.10th Materials Research Conf.，Syracuse University Press，New York(1964).2P.C.Parts and F.A.Erdogan，Critical analysis of crack propagation laws.J.Bas.Engng 85，528(1963).3F.A.Erdogan，Crack propagation theories，in Fracture (Edited by H.Liebowitx)，Vol.2.Academic Press，New York(1968).4G.C.Sih，Some basic problems in fracture mechanics and new concepts.Engng Fracture Med.5，365-377(1973).5G.C.Sih，Strain energy density factor applied to engineering problems.Inr.J.Fracture 10，305-321(1974).6G.C.Sih and B.M.Barthelemy，Mixed mode fatigue crack growth predictions.Engng Fracture Mech.13.439-451(1980).7T.G.Chondros and A.D.Dimarogonas，Identification of cracks in circular plates welded at the contour.979ASME Design Engineering Technical Conf.St.Louis，U.S.A.，Paper No.79-DET-106(September 1979).8T.G.Chondros and A.D.Dimarogonas，Identification of cracks in welded joints of complex structures.J.Sound Vibration 69，531(1980).9A.D.Dimarogonas，Vibration Engineering.West，St.Paul(1976).10A.D.Dimarogonas and G.Masouros，Torsional vibration of a shaft with a circumferential crack Engng Fracture Mech.15，439444(1981).11A.J.Dentsoras and A.D.Dimarogonas，Resonance controlled fatigue crack propagation.Engng Fracrure Mech.17， (1983).12A.J. Dentsoras and A.D.Dimarogonas，Resonance controlled fatigue crack propagation in a beam under longitudinal vibratio
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号