圆锥破碎机关键零部件参数化有限元建模与疲劳寿命分析#岳双杰1，马彦军1，范秀敏1,2**510152025303540（1.上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240；2.上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室，上海200240）摘要：为快速预测圆锥破碎机关键零部件的疲劳寿命，本文提出将参数化动力学建模与参数化有限元建模相结合的分析方法。通过仿真分析圆锥破碎机动力学模型获得零部件的载荷历程，将载荷结果施加到关键零部件的有限元模型中，仿真获得零部件的应力结果和位移结果。同时，基于应力分析结果利用Miner疲劳损伤累计法则在ANSYS的FatigueTool模块中实现零件的疲劳寿命分析，获得疲劳累计功耗系数以确定零件的疲劳性能。关键词：机械工程；圆锥破碎机；参数化建模；疲劳寿命；ANSYS中图分类号：TD451ParameterizedFiniteElementModelingandFatigueLifeAnalysisofConeCrusherKeyComponentsYUEShuangjie1,MAYanjun1,FANXiumin1,2(1.SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,ShangHai200240;2.StateKeyLaboratoryofMechanicalSystemandVibration,ShanghaiJiaotongUniversity,ShangHai200240)Abstract:Topredictthefatiguelifeofconecrusher’skeycomponentsrapidly,thepaperproposedananalysismethodwhichcombinedparameterizedkineticmodelingandparameterizedfiniteelementmodeling.Simulatedconecrusherkineticmodeltogettheloadingcoursewhichbeusedinthekeycomponents’finiteelementmodel,analyzedthefiniteelementmodelforthestressresultanddisplacementresult.Meanwhile,madefatiguelifeanalysisintheFatigueToolmoduleinANSYS,basedonthestressresultandutilizedtheMinercumulativefatiguedamageprinciple,obtainedcumulativefatigueusageindexwhichindicatesthecomponents’fatigueperformance.Keywords:Mechanicalengineering;conecrusher;parameterizedmodeling;fatiguelife;ansys0引言圆锥破碎机是物料破碎的主要设备，工业生产中被广泛用于矿山、冶炼、水利、公路、铁路和化工等部门，在相应的基础生产建设工艺过程中起重要作用[1]。圆锥破碎机在生产过程中，一般都会对其中的零部件进行静强度设计，这样生产出来的零件都会比较好的满足静强度要求。然而，考虑到圆锥破碎机自身的工作原理，其主要工作部件在电机的驱动下，成周期性的回转运动，零部件受到各种的交变载荷，在这种交变载荷的作用下，会导致裂纹的萌生和扩展，甚至造成突然断裂[2]。由于在圆锥破碎机工作过程中，过铁现象时有发生，如果过载保护不及时，会给机器部件造成巨大的冲击，发生诸如主轴断轴，偏心套开裂的等重大事故。圆锥破碎机零部件的受力主要来源于机身的重力和破碎过程中的挤压破碎力，在工作过程中，破碎力分解到各个零部件运动副，是造成其磨损和破坏的主要原因。国内外有基于层压破碎理论并根据相关研究成果及试验数据，研究用于获得破碎力在动锥表面分布的计算方---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助课题（20090073110038）作者简介：岳双杰，女，（1989-），硕士研究生，主要从事数字化样机技术研究。通信联系人：范秀敏，女，（1971-），上海交通大学机械与动力工程学院教授、博士研究生导师.E-mail:xmfan@sjtu.edu.cn-1----本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---法。昆士兰大学的LINDQVISTB.等通过试验方法揭示了物料破碎过程中对破碎力起主要影响作用的各关键参数，并建立了经验公式[3]；上海交通大学的董钢对圆锥破碎机的挤压破碎力进行深入研究，建立基于压缩比和粒度分布系数的数学模型[4]。而在破碎力已知的情况下，45505560657075作者通过建立破碎机的动力学模型，以实际工况为约束，施加挤压破碎力信息，仿真获得关键零部件的载荷信息。关于零件和结构的疲劳寿命分析和预测，国内外学者对此进行了大量研究，相应的有许多软件支撑，对应多种不同的分析方法[5-9]。本文利用ANSYS软件并结合C++语言进行二次开发，通过APDL...