沥青搅拌设备振动筛的动力学分析及优化设计

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1、分类号：TH1210710-2012125062硕士学位论文沥青搅拌设备振动筛的动力学分析及优化设计李扬扬导师姓名职称宋绪丁教授申请学位级别工学硕士学科专业名称机械电子工程论文提交日期2015年4月16日论文答辩日期2015年6月10日学位授予单位长安大学TheDynamicsAnalysisandOptimizationDesignoftheasphaltmixingplantshakerADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiYangyangSupervisor：Prof.SongXudingChang’anU

2、niversity，Xi’an，China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者魅XI年彡月⑶日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(涉

3、密论文在解密后应遵守此规定）论文作者键：存物杨年6月^日导师签名年/月/0曰摘要振动筛作为公路建设中的关键设备，其生产率、筛分效率和工作寿命的高低都对公路施工有着重要的影响，因而受到人们的普遍关注。经过实际调研与试验发现，振动筛常常因结构不合理而出现筛分效率低、使用寿命短等问题。本文以4000型沥青搅拌设备振动筛为研究对象，建立了其详细的动力学模型，对其开展了动力学分析、有限元仿真及参数优化，具体做了以下工作：建立了振动筛的三维模型，并结合实体模型详细分析了振动筛的结构。采用牛顿法建立了振动筛系统的动力学模型，求解获得了筛箱和各激振器的振动幅值和运动规律。在此基础上探究了振动筛的筛

4、箱主振幅与支撑弹簧刚度、激振频率、筛面倾角等参数之间的作用关系，为新型振动筛的设计提供了参考依据。完成了筛箱系统的有限元模态仿真，分析其模态振型和固有频率，得到该振动筛的工作频率远离其固有频率，不会发生共振。通过对筛箱系统的瞬态动力学分析，得到其等效应力分布云图，经计算结构满足强度要求。观察某一节点的y向应力-时间曲线，发现节点在简谐力的作用下，其应力随时间做周期变化。提出一种新的振动筛优化模型，利用序列二次规划（SQP）法对模型求解得到最优值，综合实现了振动筛质量较轻、单位功率的生产量较高及振动强度较大的优化目标。有限元校核优化结果，发现优化后的振动筛满足强度要求且不会出现共振。

5、本论文理论分析和仿真分析相结合，对振动筛各零部件的受力及运动情况进行了详细分析，建立了一种新的沥青搅拌设备振动筛参数优化模型，可为新型振动筛的设计与应用提供一定的借鉴价值。关键词：振动筛，动力学，有限元，瞬态分析，参数优化iAbstractAsoneofthekeyequipmentsinthehighwayconstruction,theshakerhasattractedwidespreadattention,anditsproductioncapacity,screeningefficiencyandlifetimelevelhaveanimportantinfluenceo

6、nthehighwayconstruction.Aftertheactualinvestigationandtest,wecanfindthatshakersoftenhavethelowscreeningefficiency,shortlifeandotherissueswhicharecausedbytheirrationalstructure.Inthispaper,westudiedthe4000typeofasphaltmixingplantshaker,establishedthedetailedkineticmodel,carriedoutthedynamicanal

7、ysisandfiniteelementsimulationoftheshaker,andoptimizedthestructure.Thespecificjobsarelistedbelow:Firstly,thethree-dimensionalsolidmodeloftheshakerwasestablishedwiththehelpofthecooperatedmanufacturers.Thestructureoftheshakerwasanalyzedco