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18;计算结构动位移.问题2：如何在多种载荷及其组合载荷下进行强度计算的问题：
本问题的难度在于涉及的载荷非常多,如工作情况下的动载、设备自重、风载、地震载荷等,应该选取何种情况下的载荷或组合载荷进行强度计算.此外还要研究楼架在弯扭组合交变应力作用下的疲劳强度问题.
本文首先将载荷分类：a.永久载荷组合由设备自重、楼架自重组成b.可变载荷由动载荷组成c.偶然组合由风载荷组成.在楼架承载力计算时进行载荷的组合,并取较大值作为控制值：1)基本组合可由永久载荷与可变载荷组合,可变载荷中的各项动力载荷只考虑单向作用,2)偶然组合可由永久载荷,可变载荷及偶然载荷组合.再进行计算时,计算简图按下列规定确定：1)柱和顶板横梁按横向平面刚架计算,当量载荷考虑竖向和横向的作用,2)柱和顶板纵梁按纵向平面刚架计算,当量载荷考虑竖向和纵向的作用.计算纵横梁在水平载荷的作用下产生的弯矩,可近似的假定梁的两端为固定支座来计算.
问题3：对楼架进行有限元分析时如何建模及如何进行模态分析的问题：
利用有限元可以进行静态分析、刚框架结构的地震响应分析和模态分析.
在进行有限元分析时首先需要进行有限元软件的建模,本文在建立沥青搅拌楼楼架的有限元模型时,不能沥青搅拌楼楼架及设备的全部导入ANSYS中进行建模,因为那样可能会导致运算量过大而使软件无法运行,可根据需要,建立楼架的有限元模型,然后选择所采用的有限元单元类型,划分网格,最后对其进行计算分析.采用这样的方法,建立楼架的有限元模型,可以减少运算量,但必须能够分析出楼架所达到的最大变形量.
对于模态分析,用于确定设计结构或机器部件的振动特性,即结构的固有频率和振型,它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数.模态分析的好处：(1)使结构设计避免共振或以特定频率进行振动,(2)使工程师可以认识到结构对于不同类型的动力载荷是如何响应的,(3)有助于在其它动力分析中估算求解控制参数进行模态分析需要清楚模态分析的基本理论.本文进行楼架的模态分析的主要分析思路：首先,进行理论分析计算系统的固有频率,然后在ANSYS中用实体建模的方法建立楼架模型,通过网格划分和加载求解来得到系统的固有频率.最后,将理论计算结果与软件运算的结果进行比较,通过对结果的分析来得出结论.
六、开题条件
学术条件：本人在经过本科阶段和研究生阶段的学习,掌握了材料力学、结构力学、高等动力学、机械振动、建筑振动理论及有限元分析理论等多方面的知识,这是论文开展的理论基础.然后又参考了相关领域的研究成果和实践状况,为论文的完成有很大的实际意义.同时还有我的导师和同学都将为我的论文提供指导和帮助,这些都是我完成课题的重要保证.
设备条件：分析用计算机与软件均具备.
七、文献综述
20世纪80年代以来,随着有限元法和结构优化设计技术的发展,利用有限元方法分析机架或楼架应力、变形分布等情况,来解决其存在的问题,实现优化设计的目的,已在我国有了应用[1].本课题利用理论计算与有限元相合的方法对沥青搅拌楼的楼架进行结构分析和优化,解决在实际使用过程中楼架因为强度问题的断裂和振动破坏,在满足抗振性、刚强度的要求下减轻楼架的质量,降低成本.
动力机器支撑基础设计一般要求应保证抗振性、刚强度及稳定性.
本文正是从这三个方面进行分析进行楼架结构的分析.设计前需要弄清设备的结构和工作原理,文献[2][3]介绍两种沥青搅拌站的基本结构和工作原理.为个人提供了一定的专业知识.由于刚度分析主要考虑变形问题,在进行动力分析时显然要最终求出楼架的最大的振幅,振动频率.
对于楼架抗振性的研究：抗振性即动力分析,是本文的难点.在进行动力分析时需要知道沥青搅拌楼的扰力产生来源,及扰力的作用方向和作用点的位置,然后本文在进行楼架的动位移计算时采用了空间多自由度法计算.空间多自由度体系往往更接近实际的几何、物理模型,其精度更高,应用也越来越广泛.
空间多自由度体系的利用,在机架设计方面就已经取得了许多重要的成果,下面将以几个实例来阐述利用这种方法进行动力机器基础设计的过程.
文献[4]针对马鞍山钢铁公司的35000制氧机工程动力基础在不同工况、各向扰力作用下的动力性能进行了详细分析计算,将构架式基础简化为一个多质点的空间框架动力计算模型.计算原理即将空间框架动力模型经质量集中将无限自由度体系化为有限自由度体系,利用振动方程组进一步计算.
文献[5]对汽轮发电机基础的设计,提出了汽机基础的空间多自由度模型.首先简化模型,建立动力平衡方程,利用振型分解法求出求解振动方程,获得自由振动频率和振型.然后将位移形式表达为振型的线性组合,组合系数由满足振动方程和振动初始条件来确定.这样得到的组合系数的算式与单自由度体系强迫振动位移表达式相同,因此,n个自由度体系的位移计算即转化为求n个组合系数的n个单自由度体系的计算.对于地震作用、静力计算均采用空间多自由度体系这一方法.
文献[6]介绍了空间构架式动力机器基础设计与计算的方法和步骤,主要有地基承载力的计算、强度计算、动力计算,计算原则采用空间多自由度模型.并引用了一个具体工程实例.说明在设计与计算过程中,应综合考虑多种因素,使动力基础设计更完善,满足实际生产操作要求.
综上所述,空间多自由度体系的利用,对动力机器基础的设计提供很大的帮助,是研究机架或机器基础动力特性的重要方法.除此方法之外我们要根据具体情形进行一些简化计算,并且我们要注意结合各种方法的综合应用,这对沥青搅拌楼楼架的结构分析有很大的指导意义.
文献[7]对腭式平板硫化机基础的强度和刚度进行了简化计算.刚度计算时,将机器基础受力简化为沿形心轴线的力系来进行挠度计算,计算结果与实测结果相差较小.可以大大简化复杂的弹性力学平面力系或有限元法计算,有利于简化设计.强度计算主要考虑立柱和上横梁强度的计算.中
文献[8]利用力学基本原理,在对离心机的基础受力作了简短分析基础上,较详细的对其横梁、立柱等的强度、稳定性进行了相关的各种论证计算.这为楼架进行进一步的总体设计作了准备.
文献[9]本文以大块式实体动力机器基础为例,提出了数值方法在动力机器基础设计中的应用,是对优化动力机器基础设计方法的有益探索.数值方法对垂直振动、扭转振动、摇摆振动及耦合振动在计算上具有统一性和普遍性,无需对不同振动类型采用不同的动力计算公式与选择不同的计算参数,也无需再把影响动力反应的埋深、扰力形式、基础形式等各种因素分割开来考虑,从而形成一个整体因素,大大简化了计算和提高了精确度,数值方法比现有的质-阻-弹模式和弹性半空间模式具有更高的精确性和更大的可信度.
大型机器的基础或楼架,承受着由机器的
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(1)故障诊断方面：在当今冶金、电力、石油、化工等流程工业生产中,旋转设备应用十分广泛,如鼓风机、汽轮机、压缩机、除尘风机等.随着生产技术的发展,这些设备日益朝着大型化、精密化、自动化方向发展,在生产中占有十分重要的地位.它们一旦发生故障,会给生产或环境造成巨大损失.在旋转设备故障中,振动故障占有相当大的比例.引起旋转设备振动故障的原因很多,如不平衡、不对中、碰摩、支撑松动等,这些故障或单独出现,或同时并存,错综复杂.因此,如何快速准确地诊断出故障类别,找出故障原因,以便及时采&
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