振动筛橡胶弹簧力学特性研究

摘要

橡胶弹簧是振动筛的重要弹性元件,力学性能直接影响振动筛的工作性能。由于橡胶弹簧同时具有材料非线性和几何非线性,理论分析存在着较大的困难,因此本文主要采用实验与数值模拟相结合的方式展开研究。本文首先对橡胶弹簧进行了静、动态的实验研究,得到了橡胶弹簧的载荷-变形曲线、应力-应变曲线以及动态阻尼比。根据实验得到的应力-应变值,建立了振动筛橡胶弹簧的超弹性本构模型。在此基础上,运用ANSYS软件建立了橡胶弹簧的有限元模型并进行了非线性静力分析,验证了所建立的本构模型的合理性,该本构模型对振动筛橡胶弹簧具有通用性。本文还对橡胶弹簧支撑装置进行了动力学特性分析,主要进行了模态分析和谐响应分析,得出了橡胶弹簧的刚度在某一范围内,该橡胶弹簧支撑装置均可满足使用要求。该结果可以为橡胶弹簧支撑装置的选择提供一定的参考价值。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 选题意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要工作

2 橡胶材料力学基本理论

2.1 橡胶超弹性理论

2.2 橡胶超弹性本构模型

2.2.1 分子统计学本构模型

2.2.2 变形张量不变量本构模型

2.3 动力学理论

2.3.1 非线性动力学理论

2.3.2 拉格朗日法

2.4 本章小结

3 振动筛橡胶弹簧的力学性能试验

3.1 橡胶弹簧载荷-变形特性实验

3.1.1 实验目的

3.1.2 实验设备

3.1.3 实验步骤

3.1.4 实验结果分析

3.2 橡胶弹簧阻尼分析

3.3 橡胶弹簧阻尼比分析

3.3.1 实验目的

3.3.2 实验设备

3.3.3 实验结果及分析

3.4 本章小结

4 振动筛橡胶弹簧超弹性本构模型的建立

4.1 超弹性曲线拟合

4.2 橡胶弹簧本构模型的建立

4.3 本章小结

5 振动筛橡胶弹簧非线性静力有限元分析

5.1 橡胶超弹性材料的非线性有限元分析

5.2 ANSYS 软件非线性有限元分析

5.3 橡胶弹簧有限元模型的建立

5.4 加载及求解

5.5 橡胶弹簧非线性静力分析

5.5.1 曲面筛橡胶弹簧的位移、应力分析

5.5.2 直线筛橡胶弹簧的位移、应力分析

5.6 本章小结

6 振动筛橡胶弹簧支撑装置动力学特性分析

6.1 力学模型的建立

6.2 模态分析理论

6.3 橡胶弹簧支撑装置有限元模型

6.3.1 单元类型与材料属性

6.3.2 加载及求解

6.4 橡胶弹簧支撑装置模态分析

6.5 橡胶弹簧支撑装置谐响应分析

6.6 本章小结

结论

参考文献

作者简历

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