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研究帶式輸送機滾筒結(jié)構(gòu)強度計算和參數(shù)優(yōu)化問題，并通過對ANSYS的二次開發(fā)實現(xiàn)滾筒設(shè)計、計算的自動進(jìn)行。 首先，根據(jù)有限元分析的需要對滾筒進(jìn)行分類，將滾筒分成等截面輻板焊接滾筒、等截面輻板過盈配合滾筒、變截面輻板過盈配合滾筒、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)有的幾種常用計算方法，包括：美國國家標(biāo)準(zhǔn)計算方法、DTⅡ設(shè)計手冊計算方法和焊接滾筒通軸結(jié)構(gòu)及其設(shè)計中的

2、計算方法。 對滾筒的載荷處理進(jìn)行了分析，提出了等腰梯形載荷分布形式，該分布形式從實際物理模型上更接近于實際情況。 通過對一個典型滾筒的有限元分析研究滾筒有限元分析的方法，并驗證所建立的模型和計算方法的正確性。進(jìn)而對選取不同單元數(shù)量的情況的計算精度和計算時間進(jìn)行了比較，給出了有限元計算的合適的單元數(shù)量，既保證了計算精度，也減少了計算費用。 在滾筒有限元分析中，將各個組成部分進(jìn)行了整體建模，整體分析，實踐表明這種分析

3、方法比對滾筒各個零件分別進(jìn)行分析所得結(jié)果要更精確。對其中的接觸問題，考慮到程序的自動運行，采用直接生成接觸單元和目標(biāo)單元的方法，而沒有應(yīng)用ANSYS的接觸分析向?qū)А?以ANSYS為平臺開發(fā)了滾筒有限元計算的通用軟件，軟件包括APDL語言參數(shù)化建模和UIDL語言界面設(shè)計兩個部分；軟件包括了所進(jìn)行分類的各種滾筒。在滾筒強度分析和設(shè)計時可在友好的界面下進(jìn)行參數(shù)輸入，可以為工程設(shè)計人員提供一種方便的設(shè)計工具。 在滿足強度條件下，

4、以滾筒質(zhì)量最小為優(yōu)化目標(biāo)對滾筒進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，從本文的計算實例可見，傳動滾筒優(yōu)化設(shè)計的結(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的滾筒破損問題。同時，該種優(yōu)化設(shè)計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)計中。 通過對以上內(nèi)容的研究，得出了常見的各類滾筒受力形式、應(yīng)力分布規(guī)律。ANSYS二次開發(fā)程序?qū)⑹沟弥匦蜐L筒的設(shè)計更