斗輪堆取料機(jī)是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型散料運(yùn)輸設(shè)備,其有限元模型在建立過程中很容易出現(xiàn)與實(shí)際結(jié)構(gòu)對不上的問題.基于三維建模軟件SolidWorks和有限元分析軟件Hypermesh,提出從局部到整體的逐層建模方法,建立有限元模型.為了驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性,針對建立的斗輪堆取料機(jī)有限元模型進(jìn)行模態(tài)分析,得到結(jié)構(gòu)前6階固有頻率及振型.基于實(shí)驗(yàn)測得該型斗輪堆取料機(jī)的固有頻率,將其與仿真結(jié)果對比,兩者得到的固有頻率基本一致,測試相對誤差在5%以內(nèi),精度較好.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及數(shù)值仿真表明:通過逐層建模方法建立的有限元模型能有效地揭示斗輪堆取料機(jī)的結(jié)構(gòu)特性,為此類型斗輪堆取料機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和動力學(xué)分析提供參考.同時,逐層建模的方法更加快捷高效,為大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)建模仿真提供了參考和借鑒. 

【文章來源】：湖南科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,35(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

斗輪堆取料機(jī)的三維模型

將斗輪堆取料機(jī)的三維模型按照多個部件分別導(dǎo)入Hypermesh中，模型導(dǎo)入后進(jìn)行拓?fù)錂z查和幾何清理工作，清理自由邊和T形邊，確保網(wǎng)格劃分的速度和質(zhì)量，提高計(jì)算精度．斗輪懸臂部分本身的形狀是不規(guī)則的，其上方安裝了許多零部件如斗輪機(jī)構(gòu)、前臂架帶式輸送機(jī)、改向滾筒、上下托輥、配重裝置和走臺欄桿等，由于這些零部件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸大小不一致，在建立有限元模型的過程中，需將這些都去掉．如圖2所示為斗輪堆取料機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)．由于結(jié)構(gòu)是對稱分布，故將其截開，后期通過鏡像處理，同時，將結(jié)構(gòu)簡化處理，結(jié)果如圖3所示．行車機(jī)構(gòu)在斗輪堆取料機(jī)運(yùn)作的情況下，對整個結(jié)構(gòu)影響較小，可以忽略不計(jì)．圖3 經(jīng)過整體裝配后的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

圖2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的簡化模型網(wǎng)格劃分是進(jìn)行有限元分析的一個重要環(huán)節(jié)，將直接影響計(jì)算結(jié)果的精度和工作量[14]．斗輪堆取料機(jī)的結(jié)構(gòu)以鋼板結(jié)構(gòu)為主，采用殼單元模擬．對模型進(jìn)行抽中面處理之后，根據(jù)模型大小以及在保證計(jì)算精度的前提下，設(shè)定網(wǎng)格單元的大小為30 mm，使用2D單元自動劃分網(wǎng)格處理，對劃分好的網(wǎng)格要進(jìn)行單元質(zhì)量檢查．在有限元模型中對翹曲度、縱橫比、扭曲角和雅克比等都有嚴(yán)格的限制．同時，允許有一些不合格的單元，不過其與總單元的比例必須要低于15%[15].

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]堆取料機(jī)懸臂梁的振動特性思考[J]. 劉旭.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2018(33)
[2]淺談堆取料機(jī)設(shè)備現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 王法,孫悅夫.  中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2017(02)
[3]基于Hypermesh和Workbench的鉆機(jī)平臺模態(tài)分析[J]. 李茂,劉桓龍,于蘭英,柯堅(jiān).  現(xiàn)代機(jī)械. 2016(04)
[4]斗輪取料機(jī)臂架機(jī)構(gòu)剛?cè)狁詈象w的動力學(xué)仿真[J]. 劉星茹,史榮,劉春華.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2016(06)
[5]斗輪堆取料機(jī)動態(tài)仿真分析[J]. 黃強(qiáng),張文超.  機(jī)械制造與自動化. 2015(04)
[6]基于Hypermesh和ANSYS的輪胎式聯(lián)軸器的強(qiáng)度分析[J]. 王磊,吳新躍.  機(jī)械工程師. 2011(12)
[7]堆料機(jī)懸臂振動現(xiàn)象分析[J]. 李紀(jì)鵬.  礦業(yè)裝備. 2011(Z1)
[8]斗輪堆取料機(jī)的發(fā)展與展望[J]. 應(yīng)光偉,李波,劉勤國,張起偉.  港口裝卸. 2010(04)
[9]基于HyperMesh的有限元前處理技術(shù)[J]. 熊珍兵,羅會信.  排灌機(jī)械. 2006(03)
[10]基于 Ansys 的斗輪堆取料機(jī)金屬結(jié)構(gòu)有限元分析[J]. 韓剛?cè)A,梁智強(qiáng),余崇義.  港口裝卸. 2005(05)

碩士論文
[1]斗輪堆取料機(jī)前臂架結(jié)構(gòu)靜、動力學(xué)分析[D]. 楊明勇.昆明理工大學(xué) 2013



本文編號：2963495