基于ANSYS有限元的雙層振動(dòng)流化床機(jī)架分析.pdf

1、傳統(tǒng)振動(dòng)流化床的整個(gè)機(jī)體由地平面上的隔振彈簧直接支撐，且只有一層布風(fēng)板，物料在烘干的過(guò)程中，與熱風(fēng)只有一次熱質(zhì)交換，排出的尾氣溫度較高，大部分熱量被排放，熱能的利用率較低，造成了能源的浪費(fèi)。針對(duì)這一問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種新型雙層振動(dòng)流化床，利用Pro/Engineer軟件建立機(jī)架的三維實(shí)體模型，應(yīng)用ANSYS有限元軟件對(duì)機(jī)架進(jìn)行進(jìn)靜態(tài)分析、模態(tài)分析以及諧響應(yīng)分析，校核機(jī)架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度，進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，并通過(guò)振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)分析機(jī)架的工作狀

2、況，驗(yàn)證有限元分析結(jié)果的可靠性。主要研究結(jié)果如下：
　?。?）對(duì)雙層振動(dòng)流化床進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，確定了雙層振動(dòng)流化床的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，從而確定上下層床的箱體結(jié)構(gòu)，包括床體、布風(fēng)板、進(jìn)出料裝置、上下層床間軟連接等結(jié)構(gòu)，計(jì)算支承彈簧系統(tǒng)的剛度為542N/m、激振力為6582.24N，確定機(jī)架的長(zhǎng)寬高為1600mm?1300mm?1100mm，由8根尺寸為60mm?60mm?3mm的鋼管構(gòu)成。
　?。?）對(duì)雙層振動(dòng)流化床的機(jī)架進(jìn)行

3、有限元靜態(tài)分析，得到機(jī)架模型的等效應(yīng)力、等效應(yīng)變和位移云圖，最大位移為1.4569mm，發(fā)生在立柱的頂端，而床體工作時(shí)的振幅為3mm，結(jié)構(gòu)的大變形將造成床體無(wú)法正常工作，故不滿(mǎn)足剛度要求。因此立柱的結(jié)構(gòu)尺寸改進(jìn)為100mm?100mm?5mm，再次進(jìn)行靜態(tài)分析，結(jié)果表明最大等效應(yīng)力為8.4738MPa，遠(yuǎn)小于材料的屈服極限，最大位移為0.26783mm，遠(yuǎn)小于床體的振幅，故改進(jìn)后的機(jī)架結(jié)構(gòu)符合剛度和強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求。
　?。?）對(duì)改

4、進(jìn)后的雙層振動(dòng)流化床的機(jī)架進(jìn)行模態(tài)分析，得到了機(jī)架的前十階模態(tài)陣型以及固有頻率，并對(duì)前十階模態(tài)振型進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，結(jié)果表明雙層振動(dòng)流化床的工作頻率16Hz遠(yuǎn)小于最小固有頻率81.454Hz，有效地避免了共振現(xiàn)象的發(fā)生。
　　（4）對(duì)機(jī)架進(jìn)行諧響應(yīng)分析，得到機(jī)架在各種頻率的簡(jiǎn)諧載荷作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，結(jié)果表明當(dāng)載荷頻率為85Hz時(shí)，機(jī)架的等效應(yīng)力和位移變形遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于機(jī)架材料的屈服強(qiáng)度和剛度要求，此時(shí)機(jī)架的結(jié)構(gòu)將發(fā)生嚴(yán)重的破壞；當(dāng)載荷頻率