一、 问题简介 矿山输送设备是矿山机械里面比较常用的设备,在开矿、采矿过程中起到非常重要的作用。输送设备的强度是矿山安全生产的一个重要保障。 鉴于上述重要性,对矿山输送设备生产厂商提出了严格的要求,在产品投放市场之前就能够得到产品安全性能的评估显得尤为重要。目前,能够实现的手段就是在产品研发阶段进行有限元分析计算。通过有限元分析,生产厂商在产品设计之初就将产品的结构设计到较优状态。 另外,随着市场竞争的激烈,对企业来说降低成本也是取胜于市场的比较关键的手段,而有限元分析恰恰能提供这样的平台。有限元计算能够在产品设计阶段就为工程师提供一个有效的、可视化的技术支撑,能够在保证设备正常安全运转的前提下,合理地降低企业的成本。 有限元分析报告不但给制造企业提供技术决策辅助,也能够在设备交易过程中,为客户提供一份赢得信任的筹码。 二、 计算模型1. 几何模型尺寸单位:毫米 模型中不同颜色区分轴、滚筒圈、轮毂和筒毂。不考虑橡胶圈
3 A( S. H' h, O: C
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2. 边界条件荷载 包括自重荷载和传动荷载:/ M( D! D i' x. M( _3 I
传动荷载简化为如下方式施加:
7 T* j) |, J; j% S
轴向剪切力:42822 – 24740 = 18082 N 轴向正压力:24740 + 24740 = 49480 N 分布轴向剪切力:18082 / (3.14159 * 614.42 / 2 * 1151) = 0.01628 N/mm2 分布轴向正压力:49480 / (3.14159 * 614.42 / 2 * 1151) = 0.04454 N/mm2 约束 在下图最右端位置施加固定位移约束。 在轴承位添加弹簧约束(即为只有转动没有变形的约束),其它部位自由。
3. 材料参数参与分析的有四个零件:滚筒圈、轴、轮毂两个(同质)。个零件对应的材料参数见表1材料参数表 表1 材料参数表 4. 网格离散采用精度较高的结构化网格剖分实体。
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5.计算结果主拉应力云图:
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& K9 @* J @ [. p# }" P6 X
主压应力值云图:) P+ g: g3 b, R" d5 x4 K. [
6 d; z! @% P" g9 _4 G
结构上主应力矢量图:
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结构变形矢量图,切实反应结构所受合力与扭矩作用:
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结构应变图:, K, f/ X P. b% @) H
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