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间隔阻尼层式支重轮应力-温度场双向耦合特性分析
| 论文题名： | 间隔阻尼层式支重轮应力-温度场双向耦合特性分析 |
| 关键词： | 履带式推土机;间隔阻尼层;支重轮;双向耦合;有限元计算;温度场模型 |
| 摘要： | 本文是在教育部高等学校博士点基金项目——《工程机械粘弹性悬架热蚀模式及研究对策》资助下开展的相关研究工作。本文以履带式工程车辆间隔阻尼层式支重轮为研究对象，针对其受剧烈振动冲击易发生疲劳破坏和热失效等现象，采用应力场、温度场单独建模和应力场—温度场双向耦合有限元计算的方法，对其在双场耦合作用下的动态特性进行了分析;结果表明其1/4阻尼层轴对称端面易发生疲劳破坏及其间隔层与约束层粘接处易“热软化”;采取约束层和阻尼层均间断的方式对间隔阻尼层式支重轮结构进行了改进，并对改进后的结构做了应力场、温度场验证。 以某型300 kW履带式推土机为应用对象，在3种典型工况下（切土推土、松土和翻越障碍），分别建立1/4间隔阻尼层式支重轮三维轴对称有限元应力场和温度场模型。 对应力场和温度场模型采用双向耦合模式进行了有限元计算。经计算发现，支重轮在极限工况下应力过大，易造成疲劳破坏;1/4阻尼层轴对称端面处的应力较大且呈“直线”分布，易导致该处橡胶材料疲劳破坏;间隔层与约束层粘接处变形较大且温度较高，易造成此处橡胶材料“热软化”。 采用两种不同的阻尼层和约束层均间断的方式对间隔阻尼层式支重轮进行结构改进，经计算对比发现，沿着间隔层两端对约束层和阻尼层均间断的方式较为合理;经该方式改进的支重轮间隔阻尼层应力和温度分布较均匀对称且支重轮总耗散能较大;此结果表明这种改进方式不仅降低了支重轮发生疲劳破坏和热失效的概率，而且使其缓冲减振性能得到改善。然而改进后的支重轮在极限工况下应力仍较大，需提高其刚度以避免疲劳破坏;在不改变改进后支重轮原厚度的前提下，增加其约束层厚度，经计算发现，极限工况下其应力下降明显。 本文的研究思路和方法可为高性能支重轮的设计与改进提供参考。 |
| 作者： | 卢南炎 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 孙大刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 太原科技大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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