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振动磨弹簧寿命研究3.0

作者:济南海博    发布时间:2021-04-22 16:30:16    浏览量:

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振动磨弹簧寿命研究(图1)

制样机研磨原理2.0(图2)

振动磨 ZDM-100(图3)                        振动磨 ZDM-100(图4)

振动磨弹簧寿命研究3.0(图5)

有限元分析离不开网格的划分,网格划分是建立有限元模型的一个重要环节,网格划分的质量将直接关系到求解的准确度以及求解的速度。根据立式振动磨机机架的实际结构特点,在设置网格的时候采用 Patch Independent(片体独立)和 Body Sizing(整体尺寸)的方法来控制网格的质量。最终划分的网格节点数为 149832,单元数为 77857。网格质量的衡量方式很多,文中采用最大畸变度(Skewness)的衡量标准,最终可得网格的最大畸变度仅为 0.73,如图 4-8 所示。对于这样的结构来说,网格的最大畸变度仅为 0.73 完全符合网格质量的要求(0.95 以下的网格质量最大畸变度均可接受),网格质量非常好,最终网格划分情况如图 4-9 所示。 

振动磨弹簧寿命研究3.0(图6)

4)施加载荷和约束 

根据机架实际受力情况,对齐施加载荷和约束,如图 4-10 所示。其中 A 代表固定约束,B 代表机架所受的力的大小及方向。 

振动磨弹簧寿命研究3.0(图7)

5)模型求解 

给模型添加 Total  Deformation(总变形)、Equivalent  Elastic  Strain(等效应变)、Equivalent Stress(等效应力)3 个求解项,然后点击 (求解)命令,模型开始求解,如图 4-11 所示。 

振动磨弹簧寿命研究3.0(图8)

6)静力学分析结果 

经过求解项的设定和最终的求解,可得到立式振动磨机机架的静力学分析结果如图4-12、4-13、4-14 所示。

振动磨弹簧寿命研究3.0(图9)

振动磨弹簧寿命研究3.0(图10)

从静力学分析结果可以看出,振动磨机机架的整体变形不大且比较均匀,基本没有大的扭曲变形,最大变形仅为 0.03601mm;等效应变 5.8705×10-5mm/mm,受到的应力变形也非常小,材料的性能完全可以满足这样的应力变形;机架受到的最大等效应力为7.9092MPa,远远小于材料的许用应力,说明机架并不会因为材料的屈服强度产生断裂。

所以从静力学的分析结果可以得出这样的结论:立式振动磨机机架的结构设计完全符合设计及使用需求。

4.3 立式振动磨机机架的模态分析 

模态分析也叫自由振动分析,是系统辨别法在工程实际振动行业中的应用,是近代一种专门研究结构动力学特性的方法。模态是机械结构的固有特性,其参数可以通过试验或相关计算得到,这样一个试验或相关计算过程称为模态分析[42,43]。 

振动磨弹簧寿命研究3.0(图11)

其中在设定材料属性时,由于模态分析特点,材料的任何非线性特征将被忽略。可以添加材料的正交各项异性(orthotropic)以及温度变化的属性。材料的超弹性支持预应力模态分析,但不支持独立的模态分析。模态分析的三个基本材料参数是杨氏模量、泊松比和密度。模态分析中允许添加关节并且考虑弹簧刚度。Samcef 软件求解器只支持接触、弹簧和梁,不支持关节。边界条件的设定将直接影响分析结构的固有频率和振型。如果模型没有约束,模态将在 0 或 0Hz 附近[46,47]。