改向滾筒疲勞壽命的有限元分析及優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、滾筒是帶式運輸機的主要部件之一，其中改向滾筒是本文的研究對象，其作用主要有：為輸送帶提供轉(zhuǎn)向，利用自重拉緊輸送帶，增加輸送帶張力以保證運量。因此，改向滾筒的失效會使得企業(yè)停產(chǎn)維修，或引發(fā)安全事故，給企業(yè)帶來很大損失。本文基于某煉鐵廠高爐上料主皮帶上的改向滾筒，針對其破壞的形式及原因進行了分析，并對改向滾筒的結(jié)構(gòu)提出了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。
　　本文首先對煉鐵高爐中帶式輸送機的各個工作參數(shù)進行計算，求得了施加在改向滾筒上的外載荷?；诟南驖L筒

2、的工作情況及簡化模型，研究了改向滾筒的結(jié)構(gòu)及其受力分析。對改向滾筒的各個部件，包括軸、筒皮、輻板、輪轂、脹套進行了受力分析及強度校核，結(jié)合計算結(jié)果和煉鐵廠現(xiàn)場改向滾筒破壞狀況，初步確定了滾筒破壞的原因。
　　通過有限元分析法對改向滾筒完成了結(jié)構(gòu)分析，本文應(yīng)用的軟件為ANSYS。在有限元結(jié)構(gòu)分析后，與前面許用應(yīng)力法的校核相對比，確保有限元分析的精確性。在有限元分析的結(jié)果中，找到最大應(yīng)力區(qū)域以及該應(yīng)力區(qū)域內(nèi)的某個節(jié)點在一個周期內(nèi)的應(yīng)力

3、幅，通過該節(jié)點分析該改向滾筒的疲勞壽命，由于滾筒屬于大型結(jié)構(gòu)件，破壞區(qū)域的材料為鑄鋼（ZG230-450）。通過查閱手冊和理論計算，得到ZG230-450的S-N曲線，根據(jù)相關(guān)理論知識修正得到對滾筒破壞結(jié)構(gòu)的S-N曲線?；谏鲜龅挠嬎憬Y(jié)果，基于疲勞計算方法中的名義應(yīng)力法，用ANSYS通用后處理器進行疲勞壽命的分析與計算。
　　在計算了改向滾筒的疲勞壽命后，以APDL參數(shù)化設(shè)計語言為核心，在分析了滾筒的受力情況以及疲勞壽命，提出了優(yōu)