大型直線振動篩動力學分析及側(cè)板拓撲優(yōu)化研究.pdf

1、目前振動篩的大型化需求迫切，大型振動篩可以提高生產(chǎn)效率，降低設(shè)備費用，提高經(jīng)濟效益。但隨著振動篩的大型化，其激振力和結(jié)構(gòu)尺寸增加。對整機及部件結(jié)構(gòu)剛度強度要求增高，大型振動篩的部件如側(cè)板等結(jié)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)應力、變形過大，裂紋、疲勞失效等問題，大型振動篩的動力學性能決定著其工作的可靠性，對振動篩進行動力學性能分析及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化具有重要意義。
　　以ZK1230型大型直線振動篩為研究對象。首先建立了振動篩力學模型，進行了運動學分析，確定振動

2、篩的主要工藝參數(shù)。應用ANSYS軟件，系統(tǒng)建立振動篩整機及其各主要部件的有限元分析模型。
　　應用ANSYS對整機篩整機和主要部件（側(cè)板、橫梁、入料梁、出料梁、彈簧支撐等）進行了模態(tài)分析和諧響應分析，得到整機及部件的各低階固有頻率及振型、動應力和變形結(jié)果。振動篩整機第9階固頻和側(cè)板第7、8階固頻與工作頻率16HZ接近，其整機第9階振型也表現(xiàn)為側(cè)板局部的較大變形，橫梁、入料梁、出料梁、彈簧支撐裝置各階固頻均遠大于工作頻率；整機及主要

3、部件的動應力和變形均在許用范圍內(nèi)，但側(cè)板結(jié)構(gòu)的動應力相對較大。由動力學分析知側(cè)板結(jié)構(gòu)為振動篩較薄弱環(huán)節(jié)。
　　應用基于變密度法的拓撲優(yōu)化理論，對振動篩側(cè)板加強筋作優(yōu)化布局，建立以剛度最大為目標函數(shù)的側(cè)板加強筋局的拓撲優(yōu)化數(shù)學模型，根據(jù)拓撲優(yōu)化分析所得材料密度分布云圖進行加強筋的布局。與憑經(jīng)驗布置加強筋的側(cè)板相比，新方案側(cè)板的最大動應力下降56.5％，最大變形下降55.3％，一階固有頻率提高72.03％，側(cè)板強度、剛度提高，各階固有