刨刀随机载荷及其强度的仿真研究-李晓豁

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1、第29卷第5期计算机仿真2012年5月文章编号:1006－9348(2012)05－0382－04刨刀随机载荷及其强度的仿真研究李晓豁，付伟丽，张飞虎，范超(辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新123000)摘要:针对刨刀使用寿命短、影响煤炭生产经济效益的实际问题，为了探究刨刀损坏原因，提出了用两个正态随机分布和其标准相关函数来近似代替伽马分布，建立了刨刀刨削硬质包裹体随机载荷的数学模型，根据刨煤理论建立了刨刀的有限元分析模型，利用Maltab软件对MK97－002型刨刀进行仿真，得到了刨刀的随机载荷曲线及其统计值，并以最大随机载荷对刨刀加载，通过计算机仿真和有限

2、元分析获得了刨刀上的应力及应变云图。研究发现:刨刀的随机载荷及其波动大小依次为刨削阻力、进刀阻力、侧向阻力，且载荷波动较大，最大应力和最大位移均出现在刨刀合金头处。分析认为，该处是刨刀的薄弱环节，应力集中及其应变是导致刨刀损坏的主要原因，焊缝处的损坏由疲劳失效所致，而载荷波动是引起疲劳破坏的根源。结果表明，仿真计算与实际情况相符，所建模型正确，仿真结果可信。关键词:刨煤机;刨刀;随机载荷;强度;仿真中图分类号:TD421．6+2;TP391．9文献标识码:BSimulationandStudyonRandomLoadsandStrengthofPlowToolLIX

3、iao－huo，FUWei－li，ZHANGfei－hu，FANChao(CollegeofMechanicalEngineering，LiaoningTechnicalUniversity，FuxinLiaoning123000，China)ABSTRACT:Theplowtoolhasshortservicelife，whichdirectlyinfluencetheeconomicbenefitsofcoalproduction．Inordertoresearchthecausesofplowtooldamages，randomloadsmathematicm

4、odelsofplanninghardparcelsbyaplowtoolwerepresented，byusinganapproximateGammadistribution—aChi－squaredistributiondescribedbytwonormalrandomdistributionsandtheirstandardcorrelationfunctions．Thefiniteelementanalysismodelofplowtoolwasestablishedbasedonthetheoryofcoalplanning．Therandomloadc

5、urvesandstatisticalvaluesofMK97－002typeplowtoolwereobtainedwithMatlab．Then，withthelargestrandomloadapplyingforplowtool，theirstressandstrainnephogramswereobtainedbycomputersimulationandfiniteelementanalysis．Thestudyfoundthatthemagni-tudeofresistancesandtheirfluctuationonplowtoolwereinth

6、efollowingorder:planningresistance，feedresistance，andlateralresistance，formlargetosmall，andtheloadsfluctuatedbadly．Themaximumstressandthemaximumdisplacementofplowtoolallpresentedatalloyblade．Analysissuggeststhatthealloybladeistheweaklinkofplowtoolanditsstressanddeformationarethemaindam

7、agecausesofplowtool．Thedamageatweldseamiscausedbyfatiguefailureandtheloadfluctuationistherootfatigue－damagecauseofplowtool．Theresultsshowthatthesimu-lationcalculationagreeswiththeactualsituation，thesimulationresultsarecorrectandthemethodispracticalandfeasible．KEYWORDS:Plough;Plowtool