考虑Miner线性累计损伤的卷绕头疲劳寿命预测

作     者：张曦 刘金涛 王基月 范锐冰 ZHANG Xi;LIU Jin-tao;WANG Ji-yue;FAN Rui-bing

作者机构：郑州科技学院机械工程学院河南郑州450064 郑州科技学院车辆与交通学院河南郑州450064 东华大学机械工程学院上海201620 

出 版 物：《机械设计与制造》 (Machinery Design & Manufacture)

年 卷 期：2024年第395卷第1期

页      面：308-313页

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：2023年度河南省高等学校重点科研项目—基于非织造布用高频针刺设备的结构优化及减振性能研究(23B460011) 2022年度河南省重点研发与推广专项(科技攻关)—基于颗粒阻尼纺化纤高速卷绕头振动分析与控制研究(222102220051) 2021年度河南省高等教育教学改革研究与实践项目—多学科交叉融合的机器人工程人才培养模式探索研究(2021SJGLX612) 2022年郑州科技学院科技攻关项目—基于工业机器人柔性关节和负载的振动分析与控制研究(2022XJKY05) 2022年郑州科技学院重点教改项目—基于机器人技术才培养跨学科创新实践教学探索研究(2022JGZD03) 

主　　题：Miner线性累计损伤 纺织机卷绕头 疲劳寿命预测 轴段单元 动力学方程 

摘      要：纺织机卷绕头长期振动会产生零件损伤,这种振动损伤会形成线性积累,当前方法对卷绕头的疲劳损伤以固定阈值为主,未考虑损伤积累问题,所以难以准确预测卷绕头的疲劳寿命。因此提出基于Miner线性累计损伤的纺织机卷绕头疲劳寿命预测方法。分析纺织卷绕头的主要结构,并从轴段单元、刚性盘、机匣、支承部件四方面出发,构建卷绕头整体的动力学方程。构建振动方程明确卷绕头的振动受力,结合Miner线性累计损伤理论,构建高速卷绕头的疲劳寿命预测函数,完成纺织机卷绕头疲劳寿命的预测。实验结果表明:这种估计方法的疲劳强度损失值与实际值更为接近,振动位移分析结果更加精准,且疲劳寿命预测误差降低,平均误差仅为1.475%。