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Ceppo di analisi modale e la fatica residuo previsione di vita di vaglio vibrante fascio
Mar 16, 2020

1. Introduzione

Grande vibrante schermo è ampiamente utilizzato per lo screening, la classificazione e la disidratazione nell'estrazione mineraria, la metallurgia, nell'industria chimica [1-3]. Nel processo di lavorazione del fascio vibrante schermo è influenzato dalle particelle e corroso dalla melma acqua, il cui frutto è una rottura per fatica del fascio e sospeso la produzione [4]. Se la cricca per fatica del fascio è stata diagnosticata la stanchezza vita residua del fascio è previsto, produzione di incidenti e perdite economiche potrebbero essere evitati. Il ceppo parametri modali è più sensibile alla fatica crepe di spostamento parametri modali [5], così ceppo di analisi modale viene utilizzato per danneggiare l'identificazione del vaglio vibrante fascio. Adewuyi e Wu utilizzato modale macro-ceppo flessibilità metodi per danneggiare la localizzazione in flessione strutture [6]. Egli et al. proposta di un metodo che richiede una modalità di bassa frequenza e non richiede la messa normalizzazione dei parametri, rendendo il metodo adatto per non distruttivo dinamica di rilevamento danni di strutture di grandi dimensioni in ambiente di eccitazione [7]. Cha e Buyukozturk utilizzato modale energia di deformazione come un indice di danno in monitoraggio strutturale e di proposta ibrida ottimizzazione multi-obiettivo algoritmi per rilevare danni di lieve entità in vari tridimensionale di strutture in acciaio [8]. In questo studio, abbiamo costruito sensibile e affidabile indice di danno del vaglio vibrante fascio di base ceppo analisi modale, che possono prevedere il danneggiato misura e la posizione del fascio. Quindi a seconda della lunghezza di cricca per fatica, la fatica di propagazione della cricca di vita residua, è previsto dalla legge di Paris.

2. Danni identificazione teoria basata su ceppo di analisi modale

Il vaglio è a più gradi di libertà del sistema, la libera vibrazione equazione è: (1)

dove M , C e K sono la massa, smorzamento e rigidezza matrici, rispettivamente [9].

Dalla Eq. (1) possiamo ottenere:

(2)

dove wi è il ݅i-esima frequenza modale, è il ݅ ° modo forma. In base a elementi finiti teoria, il rapporto tra modalità di ceppo forma e dislocamento forma è:

(3)

(4)

dove D è l'operatore differenziale lineare, P è funzione di spostamento matrice, Un è matrice numerica, è una trasformazione di coordinate matrice [10].

Sostituito Eq. (3) in Eq. (2), siamo in grado di ottenere:

(5)

Rispetto Eq. (2) e l'Eq. (5), il dislocamento è corrispondente alla modalità di ceppo ed entrambi hanno la stessa frequenza modale, massa modale modale e rigidità. Quando il vaglio struttura genera cricca per fatica, la sua rigidità, la frequenza e la modalità di forma è diversa dalla intatto, che è:

(6)

Di conseguenza, il ceppo parametri modali è vario:

(7)

Il danno percorso e della portata del danno può essere previsto dalla variazione della rigidezza modale, frequenza modale o la forma della modalità teoricamente. Infatti, la cricca per fatica danni principalmente piombo locale rigidità variabile, quindi la variazione di modale frequenze e modalità spostamento forme sono piccole, mentre la variazione delle modalità di ceppo forma è grande [11, 12]. Al fine di migliorare l'efficacia e l'affidabilità del danneggiamento a fatica diagnosi risultato, si consiglia di il ceppo di cambio modale ratio (SR) come indice di danno:

(8)

dove ݉ è l'effettiva modalità di ordini.

3. Spostamento e deformazione analisi modale del vaglio vibrante fascio

In questa carta, selezionare il 27 m2 lineari di grandi dimensioni vibrante schermo come oggetto di ricerca, il suo modello ad elementi finiti è mostrato in Fig. 1. Il fascio vibrante schermo è tubolari struttura del fascio, il suo diametro interno 300 mm, diametro esterno 320 mm, spessore 10 mm, e la lunghezza della trave è di 3 600 mm. Il materiale del fascio 20 in acciaio al carbonio, modulo elastico è di 213 GPa, la densità è pari a 7,8×103 kg/m3 , coefficiente di Poisson è di 0,28. Perché il fascio a parete sottile tubo di struttura, l'elemento shell di SHELL181 con sei gradi di libertà e 4 nodi è più adatto a fascio elemento agli elementi finiti per l'analisi modale [13].

Le posizioni della cricca per fatica per il fascio di generare spesso al centro di quartiere e della trave, in modo che la località di la simulazione di cricca per fatica sono assunti in punto medio trimestre il N. 4 del fascio nel modello FEM. La cricca per fatica è assunto una trasversale di perforazione crack con una larghezza di 1 mm, come mostrato in Fig. 2 [14, 15].


Il fascio vibrante schermo è a struttura tubolare, in modo che la cricca per fatica è shell tipo di crack. La critica crack lunghezza della trave può essere calcolato con l'Eq. (9):

(9)

dove è la tenacità a frattura, f è un fattore di tipo geometrico, è il massimo ciclico stress [16, 17]. Poiché il materiale del fascio è di 20 acciaio al carbonio, = 104 MPa·m1/2, ݂f= 1.5, = 60 MPa. la critica lunghezza della fessura ܽ è pari a 425 mm. Al fine di analizzare il rapporto tra ceppo di cambio modale e il rapporto di stanchezza vita residua del fascio, lo spostamento e deformazione parametri modali sono stati calcolati in base 10 % al 90 % della critica crack di dimensioni, rispettivamente (cioè, fascio di danneggiamento a fatica di laurea). La trave è stata presa con SHELL181 elemento, che ha 12950 nodi e 12884 elementi. Il Blocco di Lanczos metodo è stato utilizzato per estrarre i parametri modali, i primi cinque modale frequenze della intatto e danneggiato fascio sono riportati in Tabella 1, la relativa deviazione è . Il modale frequenze del danneggiato fascio diminuzione rispetto al intatto raggio, come mostrato nella Tabella 1. Il motivo è la fatigue crack ha causato la riduzione della rigidità per il danneggiato un fascio, ma la massa rimane la stessa rispetto al intatto fascio, secondo l'Eq. (2) la frequenza modale valori devono essere ridotti. La relativa massima deviazione di frequenza modale è il 4,06% prima e dopo il danno. Modale frequenze non sono ovviamente cambiate, prima e dopo il danno, mediante frequenza modale come indice di rilevamento del danno non è efficace e difficile da giudicare i danni.

Lo spostamento e deformazione parametri modali del modello agli elementi finiti sono stati calcolati, il primo ordine del dislocamento forma è mostrato in Fig. 3, lettera a), le modalità di ceppo forma è mostrato in Fig. 3(b) quando il fascio danneggiato il 60 per cento. L'ampiezza massima di modale ceppo genera a metà strada lungo la lunghezza della trave direzione a causa della cricca per fatica esistenza.

Poiché Fig. 3 è la trama di contorno che è scomodo per quantificare lo sforzo tasso di cambio modale, così abbiamo scelto la generatrice lungo la lunghezza della trave direzione e analizzati ceppo di cambio modale tendenza lungo la lunghezza della trave. Quando il fascio di danneggiamento a fatica di laurea è del 30 per cento, i primi 3 modalità, le forme sono mostrati in Fig. 4. Fig. 4(a) è la modalità spostamento di forma, che non è visibile mutazione, quando il fascio di generare cricca per fatica, Fig. 4(b) è la modalità di ceppo forme, che ha la mutazione dei picchi trimestre e il punto medio del raggio a causa della cricca per fatica. Fig. 4 mostra che il ceppo parametri modali sono più sensibili alla crepa danni che lo spostamento parametri modali. Così, in accordo con l'Eq. (8), selezioniamo il ceppo di cambio modale rapporto (ܴܵ) come indice di danno che è sensibile ed efficace.

Il confronto delle modalità di ceppo forme con differenti danni di laurea è mostrato in Fig. 5, le modalità di ceppo forme di generare mutazione di picco al danneggiato posizione. Le ampiezze della mutazione picco di aumento con il danno di laurea in aumento al trimestre e il punto medio del raggio. Il motivo è il danno grado di aumentare la lunghezza di cricca per fatica estendere, che portano alla rigidezza della struttura, riduzione al danneggiato posizione. Il ceppo di cambio modale rapporti con danni diversi gradi sono mostrati in Fig. 6, di cui i primi 3 ceppo modalità e i minimi quadrati dei valori. Con il danno grado di aumentare, il ceppo di cambio modale rapporti di aumento con tendenza simile tra il ceppo modalità. Quando il danno è di grado inferiore al 60 %, il ceppo modale aumento del rapporto con la lenta crescita costante, ma dopo che il danno è di grado superiore al 60 %, il ceppo modale rapporto di aumentare rapidamente con la propagazione di cricche. Il rapporto tra il danno di laurea e il ceppo di cambio modale rapporto, che può essere montato minimi quadrati metodo come mostrato nell'Eq. (10):

(10)


4. La fatica, la vita residua del vaglio vibrante fascio

La vita a fatica del vaglio vibrante fascio include l'avvio di cricche vita e la propagazione di cricche di vita. Quando lo stress fattore di intensità è maggiore la propagazione di cricca per fatica soglia il crack di crescita è in una fase stabile, il rapporto tra il tasso di propagazione di cricche e -fattore di Δ può essere descritto dalla legge di Paris:

(11)

dove ܽuna è la lunghezza della fessura, ܰN è il numero di cicli di carico, C , m materiale è costante, C=2.11*10 -11 m=2.48:

(12)

Sostituire Eq. (12) nella Eq. (11) e integrale, propagazione di cricca per fatica vita residua N f si può dedurre:

(13)

dove un c è fondamentale lunghezza della fessura, un Zero iniziale di lunghezza della fessura, ݂f è un fattore di tipo geometrico, è lo stress ampiezza [18]. Il rapporto tra la formazione iniziale lunghezza della fessura e logaritmica fatica di vita residua, è mostrato in Fig. 7, con l'aumento iniziale della lunghezza della fessura, la fessura di propagazione vita residua rifiutato. Quando l'iniziale crack di lunghezza inferiore al 50 % di critico lunghezza della fessura, la fessura di propagazione vita residua diminuisce rapidamente. Pertanto, in base al ceppo analisi modale, il rapporto tra il ceppo di cambio modale rapporto e danni di laurea può essere espresso dall'Eq. (10), l'iniziale lunghezza della fessura è equivalente al danno di laurea, quindi la propagazione di cricca per fatica di vita residua, può essere calcolata con l'Eq. (13).


5. Conclusioni

Lo spostamento e deformazione analisi modale del danneggiato fascio sono stati effettuati, i risultati vedi che il modale frequenze deviazione del danneggiato raggio è piccolo rispetto alla intatto fascio, modalità spostamento forme di nessun cambiamento evidente allo stesso modo, ma la modalità di ceppo forme hanno la mutazione dei picchi danneggiato posizione. Dall'analisi modale risultati abbiamo trovato che l'assunzione di il ceppo di cambio modale ratio dell'indice di danno ha i vantaggi di alta sensibilità e buona l'affidabilità. Il ceppo di cambio modale rapporto può essere calcolato in base al danno grado di fascio, quindi la propagazione di cricca per fatica di vita residua, può essere calcolato per mezzo della legge di Paris secondo iniziale lunghezza della fessura.


Riferimenti

[1] Cleary P. W., Sinnott M. D., Morrison R. D. prestazioni di Separazione di due piani banana schermi – Parte 1: Flusso e per la separazione di diverse accelerazioni. Minerali Di Ingegneria, Vol. 22, 2009, p. 1218-1229.

[2] Yantek D. S., Camargo H. R. vibrazioni Strutturali come una sorgente di rumore su vagli vibranti. ASME Internazionale Ingegneria Meccanica Esposizioni e Congressi, 2009, p. 213-222.

[3] Zhao L. L., Liu C. S., Yan J. X. Un esperimento virtuale mostrando il moto di una singola particella in un linearmente vibrovaglio-ponte. Data Mining Scienza e della Tecnologia, Vol. 20, numero 2, 2010, p. 276-280.

[4] Peng L. P., Liu C. S., la Canzone di B. C., et al. Miglioramento per la progettazione del fascio di strutture di grandi dimensioni con vibrazione schermo considerando la piegatura e la vibrazione casuale. Journal of Central South University, Vol. 22, Numero 9, 2015, pag. 3380-3388.

[5] Yam L. H., Leung T. P., Li D. B., et al. Studio teorico e sperimentale di ceppo analisi modale. Gazzetta di rumore e di Vibrazioni, Vol. 191, numero 2, 1996, p. 251-260.

[6] Adewuyi A. P., Wu Z. S. Modale macro-ceppo flessibilità metodi per danneggiare la localizzazione in flessione strutture di lungo-gage sensori FBG. Strutturali di Controllo e di Monitoraggio della Salute, Vol. 18, numero 3, 2011, p. 341-360.

[7] Egli L. J., Lian J. J., Ma B. Intelligente danni metodo di identificazione per le grandi strutture di base ceppo parametri modali. Gazzetta di Vibrazione e Controllo, Vol. 20, numero 12, 2013, p. 1783-1795.

[8] Cha Y. J., Buyukozturk O. danni Strutturali rilevamento utilizzando modale energia di deformazione e ibridi algoritmo di ottimizzazione. Computer-Aided Civile e Ingegneria delle Infrastrutture, Vol. 30, numero 5, 2015, pag. 347-358.

[9] Wang Y. Y., Zhang Z. R. Simile studio sperimentale del modello di test e prototipi di vibrazione dello schermo. Rivista di Ingegneria Meccanica, Vol. 47, numero 5, 2011, p. 101-105.

[10] Kranjc T., Slavič J., Boltežar M. Un confronto di ceppo classico e analisi modale sperimentale. Gazzetta di Vibrazione e Controllo, Vol. 22, 2016, p. 371-381.

[11] Li D. B., Zhang Y. R., Luo J. Mediante analisi modale metodo per l'analisi dinamica di deformazioni e/o dello stress. Gazzetta di Vibrazioni e Urti, Vol. 4, 1992, p. 15-22.

[12] Li Y. Y., Cheng L., Yam L. H., et al. Identificazione di danni posizioni per piastra-come le strutture utilizzando danni sensibili indici: ceppo approccio modale. Computer e delle Strutture, Vol. 80, numero 25, 2002, p. 1881-1894.

[13] Baragetti S. Innovativa soluzione strutturale per carichi di vagli. Minerali Di Ingegneria, Vol. 84, 2015, pag. 15-26.

[14] Fan di J. L., Guo X. L. di simulazione Numerica su elasto-plastico di cricca per fatica comportamento di crescita. Gazzetta di Ingegneria Meccanica, Vol. 51, numero 10, 2015, pag. 33-40.

[15] Niu J., Zong Z. H., Chu F. P. i Danni metodo di identificazione della trave ponti basato su elementi finiti l'aggiornamento del modello e modale energia di deformazione. La Scienza In Cina Di Scienze Tecnologiche, Vol. 58, numero 4, 2015, pag. 701-711. [16] Chen L., Cai L. X. la Ricerca sulla fatigue crack crescita del comportamento dei materiali, considerando la fatica danno vicino al crack tip. Rivista di Ingegneria Meccanica, Vol. 48, numero 20, 2012, p. 51-56.

[17] Bai X., Xie L. Y. Costante casuale carico metodo per prevedere la crescita della cricca di fatica la vita. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, Vol. 35, numero 9, 2014, p. 2500-2505.

[18] Zerbst U., Vormwald M., Pippan R., et al. Circa la propagazione di cricca per fatica soglia dei metalli come criterio di progettazione – una revisione. Ingegneria Meccanica Della Frattura, Vol. 153, 2016, p. 190-243.

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