經典案例
  • 有限元分析在機械產品設計的應用
  • 汽車轉向機構有限元分析與優化
  • 丝瓜app下载网址是多少發電機主軸結構強度分析
  • 發動機連杆的強度分析與結構優化
  • 車輛傳動軸的強度分析與方案改進
  • 摩托車車架的剛度及強度分析
  • 注塑模具機構強度分析及結構優化
  • 變速箱軸鍵強度校核及結構改進
  • 挖掘機鏟鬥有限元計算和強度分析

大型直線振動篩動的強度有限元分析

發布於:2020-11-29 15:54
有限元分析

       隨著我國工業的發展,振動篩日趨大型化,其強度問題一直沒有得到很好解決,篩框側板開裂和橫梁斷裂等現象時有發生。為此利用SAPS程序對zKB3675直線篩進行了有限元分析動強度計算,並與大學合作對該篩進行了模態試驗,找出了篩框動應力分布規律及其模態特征值和特征矢量。
       該篩篩框為空間板梁組合結構,由兩部電動機在單側以自同步方式驅動,其工作頻率為980r/min,雙振幅gmm,振動方向角450。整個篩框由4組橡膠彈簧支撐,篩框側板支撐方向加有縱向加強筋板,中部內外側襯有加強板。兩側板與9根圓管主梁、2根圓管加強梁、l根井型加強梁、擋料梁、後端梁和排料梁等均通過高強度螺栓聯接,在主梁上鋪有篩板及前後襯板。整個篩框各部件形狀特殊,許多部件采用螺栓聯接,其運動及變形較複雜,因此計算模型建立比較困難。此次計算為與實驗相配合,將篩框按整體結構進行簡化,計算模型如圖所示。
       該模型采用SAPS單元庫中精度較高的板單元、梁單元及邊界元。側板及上下翼緣均按板元劃分。篩板、側壓板和前後襯板考慮其質量貢獻、,不計其剛度影響,即隻考慮其振動時產生的慣性力。由於擋料梁與後端梁通過高強度螺栓聯接,故作為一根梁處理。側板外側的縱向支撐板簡化為工字型梁。傳動軸外的護管套由於振動篩計算模型度不容忽略,亦作梁處理。激振器傳動部分比較複雜,為避免丟失質量及剛度,該處簡化為短粗梁。所有各梁均按三維梁單元劃分,梁與板相連處結點全按從屬節點考慮,以使該處變形協調。篩框彈性支座處沿X、Y、Z方向各加拉伸邊界元一個,上下翼緣節點各加扭轉邊界元一個。該模型參數見表。
       圖計算模型的邊界條件由邊界元給定,支撐橡膠彈簧簡化為拉壓邊界元,單元剛度為縱向剛度:k-980kgc/m橫向剛度:k~588kgc/m2,約束板第六自由度的扭轉邊界元剛度。
       為得到模態參數,采用多點激勵法對該篩進行試驗模態分析,測試結果經過HP542A3結構動態分析儀分析處理,獲得了完整的實驗模態振型及固有頻率。有限元模態解析值與該實驗值吻合較好。其中第8、9、10三階模態固有頻率離篩框工作頻率15.3Hz較近,所以這三階振型對篩框整體變形將起主導作用。
       總體說來,該篩各階模態頻率均避開了其工作頻率,各部位動應力值較低,其設計滿足強度要求。篩框在振動過程中對其破壞性最大的是頻率為15.3Hz的扭轉振型。通過將前端加強梁改為井型,在萬向節軸上加護管套,在側板上加支撐筋等來消除該階振型,使其頻率遠離工作點,但效果不理想,僅使篩框強度比原篩有所加強,因此如何降低篩框扭轉變形仍應引起注意。從模態振型來看,側板彎曲變形較大,主梁則較小,為使篩框整體變形協調,可否減小豐梁尺寸,並在側板上加筋值得考慮。另外進出料端梁強度相對較弱,有待加強。由圖5可知,側板左上部陰影部分應力較大,從15.3Hz的實驗模態振型上也可清楚看到該部分相對變形較大,因此側板中部加強板形狀需重新設計。從上可知,有限元強度計算結果與實驗值吻合,證明該模型和載荷的設置是合理的。


                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
                                                                                                                                                      杭州那泰科技有限公司
                                                                              本文出自杭州那泰科技有限公司www.asianuggets.com,轉載請注明出處和相關鏈接!

tag標簽:
------分隔線----------------------------
------分隔線----------------------------