重型滾筒的有限元分析方法的研究.pdf

1、本文應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS研究帶式輸送機(jī)滾筒結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算和參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題，并通過(guò)對(duì)ANSYS的二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)滾筒設(shè)計(jì)、計(jì)算的自動(dòng)進(jìn)行。 首先，根據(jù)有限元分析的需要對(duì)滾筒進(jìn)行分類，將滾筒分成等截面輻板焊接滾筒、等截面輻板過(guò)盈配合滾筒、變截面輻板過(guò)盈配合滾筒、等截面輻板脹套連接滾筒和變截面輻板脹套連接滾筒等5種。 比較了現(xiàn)有的幾種常用計(jì)算方法，包括：美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法、DTⅡ設(shè)計(jì)手冊(cè)計(jì)算方法和焊接滾筒通軸結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)中的

2、計(jì)算方法。 對(duì)滾筒的載荷處理進(jìn)行了分析，提出了等腰梯形載荷分布形式，該分布形式從實(shí)際物理模型上更接近于實(shí)際情況。 通過(guò)對(duì)一個(gè)典型滾筒的有限元分析研究滾筒有限元分析的方法，并驗(yàn)證所建立的模型和計(jì)算方法的正確性。進(jìn)而對(duì)選取不同單元數(shù)量的情況的計(jì)算精度和計(jì)算時(shí)間進(jìn)行了比較，給出了有限元計(jì)算的合適的單元數(shù)量，既保證了計(jì)算精度，也減少了計(jì)算費(fèi)用。 在滾筒有限元分析中，將各個(gè)組成部分進(jìn)行了整體建模，整體分析，實(shí)踐表明這種分析

3、方法比對(duì)滾筒各個(gè)零件分別進(jìn)行分析所得結(jié)果要更精確。對(duì)其中的接觸問(wèn)題，考慮到程序的自動(dòng)運(yùn)行，采用直接生成接觸單元和目標(biāo)單元的方法，而沒(méi)有應(yīng)用ANSYS的接觸分析向?qū)А?以ANSYS為平臺(tái)開(kāi)發(fā)了滾筒有限元計(jì)算的通用軟件，軟件包括APDL語(yǔ)言參數(shù)化建模和UIDL語(yǔ)言界面設(shè)計(jì)兩個(gè)部分；軟件包括了所進(jìn)行分類的各種滾筒。在滾筒強(qiáng)度分析和設(shè)計(jì)時(shí)可在友好的界面下進(jìn)行參數(shù)輸入，可以為工程設(shè)計(jì)人員提供一種方便的設(shè)計(jì)工具。 在滿足強(qiáng)度條件下，

4、以滾筒質(zhì)量最小為優(yōu)化目標(biāo)對(duì)滾筒進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，從本文的計(jì)算實(shí)例可見(jiàn)，傳動(dòng)滾筒優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果大大改善了輻板的受力情況，在一定程度上解決了傳動(dòng)滾筒在交變應(yīng)力作用下，輻板與輪轂以及輻板與筒殼間產(chǎn)生裂紋，最終導(dǎo)致滾筒失效這樣一種最常見(jiàn)的滾筒破損問(wèn)題。同時(shí)，該種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可以移植到受力條件較好的改向滾筒和張緊滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。 通過(guò)對(duì)以上內(nèi)容的研究，得出了常見(jiàn)的各類滾筒受力形式、應(yīng)力分布規(guī)律。ANSYS二次開(kāi)發(fā)程序?qū)⑹沟弥匦蜐L筒的設(shè)計(jì)更