重型滾筒的有限元分析方法的研究.pdf

1、本文應用有限元分析軟件ANSYS研究帶式輸送機滾筒結構強度計算和參數優(yōu)化問題，并通過對ANSYS的二次開發(fā)實現滾筒設計、計算的自動進行。 首先，根據有限元分析的需要對滾筒進行分類，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。 比較了現有的幾種常用計算方法，包括：美國國家標準計算方法、DTⅡ設計手冊計算方法和焊接滾筒通軸結構及其設計中的

2、計算方法。 對滾筒的載荷處理進行了分析，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。進而對選取不同單元數量的情況的計算精度和計算時間進行了比較，給出了有限元計算的合適的單元數量，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行分析所得結果要更精確。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單元的方法，而沒有應用ANSYS的接觸分析向導。 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語言參數化建模和UIDL語言界面設計兩個部分；軟件包括了所進行分類的各種滾筒。在滾筒強度分析和設計時可在友好的界面下進行參數輸入，可以為工程設計人員提供一種方便的設計工具。 在滿足強度條件下，

4、以滾筒質量最小為優(yōu)化目標對滾筒進行了優(yōu)化設計，從本文的計算實例可見，傳動滾筒優(yōu)化設計的結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力作用下，輻板與輪轂以及輻板與筒殼間產生裂紋，最終導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構設計中。 通過對以上內容的研究，得出了常見的各類滾筒受力形式、應力分布規(guī)律。ANSYS二次開發(fā)程序將使得重型滾筒的設計更