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不锈钢振动筛的静态特性研究分析

发布:xdjxzd 浏览:333次

    为提高不锈钢振动筛的可靠性,对其静态特性进行研究。在分别确定筛体采用线弹性材料本构关系和橡胶弹簧采用Ogden3rdOrder超弹性材料本构关系的基础上,基于在SolidWorks2012中建立不锈钢振动筛的三维几何模型,并将其导入ANSYSWorkbench130的建模方针建立该振动筛的有限元模型;对其接触关系、载荷和约束进行合理处理后,进行静力分析数值求解。结果表明:①连接弹簧与筛体的支座加强筋处是振动筛整体强度的最薄弱部位,同时筛体侧板、进料端及出料端处的强度也较弱;②筛体最大位移为12732mm,且橡胶弹簧自上而下最大位移逐渐减小,该趋势与实际情况相符;不锈钢振动筛静止状态时最大的等效应力远低于材料的屈服极限,说明其还有很大的优化空间。振动筛是一种广泛应用于粮食、矿山、煤炭、冶炼、建材[1,2],等行业的筛分与清理机械。根据工作时的运动轨迹可[3],分为直线、圆和椭圆振动筛。其中具有对物料的输送能力强、处理能力大、筛分效率较高、筛面磨损较,[4]小、筛网的寿命较长等优点是应用最为广泛的筛分产品。但目前中国产普遍存在强度低、噪声大、共[5],振振幅大等问题其性能与国外同类产品相比存在较大的差距,其可靠性也有待提高。振动筛在工作过程中,其主要零部件长期经受周期变化的激振力作用,致使筛体的侧板、横梁等部件频繁发生断裂事故,严重影响了振动筛的筛分效[68],,果和生产效率。因此在振动筛的设计与生产过程中必须满足筛分机械结构的静态、动态特性要求,以提高中国国产的可靠性和使用寿命。无论是对机械结构进行设计,还是对其动态性能进行分析,首先需要对其进行静力分析,并将结果应用到结构设计和动力学分析中。


    不锈钢振动筛是设计研究高效组合清理筛的关键设备之一,为提高其可靠性,本研究基于ANSYSWorkbench13。0对其进行静力分析,以研究该型振动筛的静态特性,为其动力学分析提供基础,并为该型产品的结构设计和优化提供指导。1非线性静力分析理论线性、材料非线性和接触非线性等问题。本课题研究采用的橡胶弹簧是超弹性材料,涉及材料非线性问题,同时该不锈钢振动筛在工作时又涉及几何非线性和接触非线性问题,因此本研究对不锈钢振动筛的静力分析属于非线性静力分析。在经典力学理论中,物体的动力学通用方程为:式中:[M]———质量矩阵;[C]———阻尼矩阵;[K]———刚度系数矩阵;{x}———位移矢量;{F(t)}———力矢量。静力分析用于计算结构或者部件在承受不含惯性以及阻尼的载荷时,所产生的位移、应力、应变以及力等,并假设载荷以及响应是定值,即[M=0,[C=0,{F(t)}={F}。同时,在非线性静力分析中,刚度系数矩阵[K]依赖于位移矢量{x},即力与位移的关系是非线性的。据此,得到非线性静力分析通用方程为:[K(x)]{x}={F}(2)静力分析所施加的载荷主要包括:(1)外部施加的压力和作用力;(2)稳态时的惯性力,如重力、离心力等;(3)位移载荷;(4)温度载荷。2不锈钢振动筛非线性静力分析在静止状态下主要承受重力作用,由于筛体各零部件及筛体与机架之间通过若干个螺栓连接,因此在静止状态下螺栓将会承受较大的剪切力,并通过螺栓传递给其[9],他部件的力将会影响整个结构的应力分布。据此对进行静力分析,以计算出其在静止状态时的应力和位移分布情况,并确定应力、应变危险点,最终为动力学分析、结构设计和优化提供依据。21材料本构关系的确立不锈钢振动筛筛体(包括筛体和机架)所用材料是Q235钢,采用各向同性线弹性材料本构关系,其泊松比为μ=0.3,弹性模量为E=200GPa,密度为ρ=7850kg/m3,屈服极限为235MPa

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