【正文】 老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、兢兢業(yè)業(yè)的工作作風(fēng)、平易近人的高尚品德、誨人不倦的教師風(fēng)范都深深的影響著我 ,在此畢業(yè)之際 ,謹(jǐn)向恩師表示最衷心的感謝 ,祝愿任老師工作順利、身體健康、萬(wàn)事如意！ 感謝我的同學(xué)們?cè)谡n題研究過(guò)程中提出的寶貴意見(jiàn)和耐心的指導(dǎo) ,我們一起探討努力 ,共同進(jìn)步。圖 中顯示最大實(shí)部應(yīng)力值為 ，圖 中顯示最大虛部應(yīng)力值為 ，因此，可以推知最大應(yīng)力幅值可能達(dá)到 ＝ ? ,其實(shí)際最大應(yīng)力應(yīng)在 于 之間。因此 ,需要進(jìn)行載荷工況組合才能得到篩箱的實(shí)際分 析結(jié)果 ,將實(shí)部結(jié)果和虛部 ,如圖 、 。在 Full 法中選用 JCG 求解器或 ICCG 求解器會(huì)使計(jì)算效率提高 ,如果選用 Frontal 求解器會(huì)使 銷(xiāo)大大增加。 模態(tài)計(jì)算結(jié)果查看與分析 表 振動(dòng)篩篩箱的前 15 階固有頻率 階數(shù) 模態(tài)頻率 振型說(shuō)明 1 振動(dòng)篩 X 方向剛性平動(dòng) 2 振動(dòng)篩 XZ 平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng) 3 振動(dòng)篩 Z 方向剛性平動(dòng) 4 振動(dòng)篩 XY 平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng) 5 振動(dòng)篩 Y 方向剛性平動(dòng) 6 振動(dòng)篩 YZ 平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng) 7 振動(dòng)篩整體的扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 8 振動(dòng)篩沿著縱向的錯(cuò)動(dòng) 9 振動(dòng)篩整體的扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 10 振動(dòng)篩進(jìn)料口擋板彎曲振動(dòng) 11 振動(dòng)篩側(cè)板的彎曲振動(dòng) 12 振動(dòng)篩側(cè)板的彎曲振動(dòng) 13 振動(dòng)篩中間上橫梁的彎曲振動(dòng) 14 振動(dòng)篩中間上橫梁的彎曲振動(dòng) 15 振動(dòng)篩側(cè)板的彎曲振動(dòng) 振動(dòng)篩篩箱前 15 階模態(tài)振型如下： 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 共 29 頁(yè) 直線(xiàn)振動(dòng)篩第 1 階模態(tài)振型 直線(xiàn)振動(dòng)篩第 2 階模態(tài)振型 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 共 29 頁(yè) 直線(xiàn)振動(dòng)篩第 3 階模態(tài)振型 直線(xiàn)振動(dòng)篩第 4 階模態(tài) 振型 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 共 29 頁(yè) 直線(xiàn)振動(dòng)篩第 5 階模態(tài)振型 直線(xiàn)振動(dòng)篩第 6 階模態(tài)振型 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共 29 頁(yè) 直線(xiàn)振動(dòng)篩第 7 階模態(tài)振型 直線(xiàn)振動(dòng)篩第 8 階模態(tài)振型 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 共 29 頁(yè) 直線(xiàn)振動(dòng)篩第 9 階模態(tài)振型 直線(xiàn)振動(dòng)篩第 10 階模態(tài)振型 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 29 頁(yè) 直線(xiàn)振動(dòng)篩第 11 階模態(tài)振型 直線(xiàn)振動(dòng)篩第 12 階模態(tài)振型 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 共 29 頁(yè) 直線(xiàn)振動(dòng)篩第 13 階模態(tài)振型 直線(xiàn)振動(dòng)篩第 14 階模態(tài)振型 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 共 29 頁(yè) 直線(xiàn)振動(dòng)篩第 15 階模態(tài)振型 振動(dòng)篩的工作頻率 f(0)=15Hz，當(dāng) 模型的固有頻率接近工作頻率時(shí)，容易發(fā)生共振，所以考察與該振動(dòng)篩工作頻率比較接近的第 10 階固有頻率，如表 所示。 QRdamped(QR 阻尼法 ):對(duì)于無(wú)阻尼系統(tǒng) ,通過(guò)線(xiàn)性方式將特征向量進(jìn)行合并 ,用來(lái)近似表示前幾階復(fù)阻尼特征值。為了避免發(fā)生共振 ,就要知道振動(dòng)體統(tǒng)的固有頻率 ,以使載荷頻率避開(kāi)其固有頻率 ,模態(tài)分析就是用于求解結(jié)構(gòu)的固有特性。 篩箱有限元模型 按照以上單元類(lèi)型、實(shí)常數(shù)、材料屬性以及邊界條件的設(shè)置 ,經(jīng)劃分網(wǎng)格后得到振動(dòng)篩篩箱的有限元模型如圖 33 所示。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 共 29 頁(yè) 篩箱有限元模型單元的選取 振動(dòng)篩可以看作是空間板梁組合結(jié)構(gòu) ,許多振動(dòng)篩在研究中大都采用殼單元和梁?jiǎn)卧M(jìn)行網(wǎng)格 劃分 ,這樣可以減少單元和節(jié)點(diǎn)的數(shù)目 ,在分析時(shí)縮短計(jì)算時(shí)間。 圖 篩箱簡(jiǎn)化模型 篩箱模型連接處理 Ansys中建立有限元模型有兩種方法 :一種是直接在 Ansys中建模 ,第二種是在 CAD軟件中建模再將模型導(dǎo)入 Ansys。使用平面對(duì)稱(chēng)模型會(huì)造成對(duì)稱(chēng)模態(tài)的丟失和結(jié)果的不準(zhǔn)確。 振動(dòng)篩有限元模型的建立 進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析的前提是要建立振動(dòng)篩的有限元模型 ,有限元模型就是對(duì)篩箱選擇合適的單元進(jìn)行劃分 ,并按照篩箱的材料賦予模型材料屬性 ,根據(jù)實(shí)際的安裝情況施加邊界條件和受力 ,建立一個(gè)具有高仿真的用于分析的模型。根據(jù)物理環(huán)境的不同 ,載荷又可以分為以下六種 :對(duì)模型自由度的約束、集中力、體載荷、面載荷、慣性載 荷、稱(chēng)合場(chǎng)載荷。網(wǎng)格劃分決定著能否正確分析 ,只有將模型轉(zhuǎn)化為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)構(gòu)筑模型 ,經(jīng)過(guò)分析計(jì)算 ,輸出各節(jié)點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果 ,才能在后處理中反映出計(jì)算結(jié)果。這個(gè)模塊實(shí)質(zhì)是給分析部件設(shè)定初始條件。 集合單元特性 連續(xù)體是由有限個(gè)單元組合而成 ,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)需要集合單元方程 ,把單元?jiǎng)偠染仃嚭蛦卧獞?yīng)力矩陣適當(dāng)組合。由于有限元法能夠求解出彈性力學(xué)數(shù)值解以及相應(yīng)的應(yīng)力分布與變形 ,所以廣泛應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)部件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)問(wèn)題。 直線(xiàn)振動(dòng)篩的參數(shù)計(jì)算 ZK1230 直線(xiàn)振動(dòng)篩的主要技術(shù)特征見(jiàn)表 表 直線(xiàn)振動(dòng)篩的主要技術(shù)特征 序號(hào) 名稱(chēng) 單位 規(guī)格 1 給料 力度 mm 2 篩面規(guī)格 mm 1200x3000 3 工作面積 m2 4 篩面層數(shù) 1 5 篩縫尺寸 mm 6 處理能力 t/h 8 7 工作雙振幅 mm 7~9 8 工作頻率 r/min 960 9 振動(dòng)方向角 度 45 10 篩面傾角 度 0 11 外形尺寸（長(zhǎng) x 寬 x 高） mm 3551x2475x1673 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 29 頁(yè) 本章小結(jié) 本章主要對(duì)振動(dòng)篩的振動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較詳細(xì)的介紹，計(jì)算其主要參數(shù)，為下文中的三維建模和有限元分析做了充分的理論準(zhǔn)備。直線(xiàn)振動(dòng)篩的振 幅A — 般都在 4~6mm,圓振動(dòng)篩的振幅 A — 般在 3~4mm。篩孔越大 ,需要的臨界速度越大。 振動(dòng)強(qiáng)度 K 與拋擲指數(shù) Kv的確定 振動(dòng)篩的強(qiáng)度值 K 一般在 8 以?xún)?nèi) ,許用值 (K) =4~6,代表了振動(dòng)篩的強(qiáng)度值。它的損壞形式，通常是側(cè)板斷裂，橫梁疲勞斷裂等。然后對(duì)篩箱進(jìn)行諧響應(yīng)分析 ,求解篩箱在工作頻率下的動(dòng)態(tài)響應(yīng) ,得到篩箱的位移分布云圖和等效動(dòng)應(yīng)力分布云圖。 （ 6）發(fā)展重型、特重型篩分設(shè)備，此類(lèi)篩分機(jī)械主要適用于大型礦山、采石場(chǎng)。由于大型振動(dòng)篩自身重量很大，再加上處理物料的重量，所以需要很大的激振力，才能帶動(dòng)篩子振動(dòng)。 1991 年 ,唐鋼使用的 SZB3138 大型熱礦篩是由鞍山礦山機(jī)械廠(chǎng)和東北工學(xué)院聯(lián)合設(shè)計(jì)的 ,SZB3138 的誕生開(kāi)拓了我國(guó)生產(chǎn)大型熱礦篩的新途徑。 振動(dòng)篩國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r 我國(guó)篩分機(jī)械剛剛起步的時(shí)候 ,工業(yè)底子較差 ,篩分機(jī)械的生產(chǎn)和研發(fā)水平都落后于其他國(guó)家?？傊@些不可預(yù)測(cè)的事故，不但嚴(yán)重影響了企業(yè)的生產(chǎn)，還會(huì)給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也讓這些受損企業(yè)失去了對(duì)生產(chǎn)商所生產(chǎn)的振動(dòng)篩安全性的信任，不利于振動(dòng)篩的進(jìn)一步發(fā)展，生產(chǎn)出高質(zhì)量的振動(dòng)篩是當(dāng)務(wù)之急。 諧響應(yīng)分析概述 ................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) II 篩箱模型連接處理 ............ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 直線(xiàn)振動(dòng)篩的動(dòng)態(tài)特性分析 （陜西理工學(xué)院機(jī)械學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班，陜西 漢中 723003） 指導(dǎo)教師： [摘要 ]振動(dòng)篩廣泛用于礦山、煤炭、冶煉、建材、耐火材料、輕工、化工等行業(yè)。 篩箱有限元模型單元的選取 ..... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 諧響應(yīng)分析定義 .............. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 目前國(guó)產(chǎn)大型直線(xiàn)振動(dòng)篩的使用壽命和無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間都是比較短的，這相對(duì)于國(guó)外先進(jìn)水平還有一定的差距。自建國(guó)的 50 多年來(lái) ,我國(guó)篩分設(shè)備主要經(jīng)歷了以下四個(gè)發(fā)展歷程 設(shè)備進(jìn)口階段 解放以前 ,大部分的選煤和礦山工程都是 通過(guò)人力完成 ,僅有的少數(shù)固定篩和搖動(dòng)篩都是進(jìn)口而來(lái) ,而且只有在很少的一些企業(yè)才能使用。我國(guó)篩分設(shè)備的工程技術(shù)人員不斷深入研究新的篩分理論和技術(shù) ,積極探索新型材料和工藝 ,并且對(duì)篩網(wǎng)和軸承等一些特殊部件重 點(diǎn)進(jìn)行研究 ,篩網(wǎng)正積極探索聚氨酯篩網(wǎng)和橡膠篩網(wǎng)等 ,支撐原件正在開(kāi)發(fā)復(fù)合彈簧和橡膠彈簧。為了加大激振力，西德公司將四個(gè)激振器并聯(lián)安裝于激振器大梁上，篩體采用耐疲勞、耐腐蝕能力強(qiáng)的材料制成。 （ 7）慣性振動(dòng)篩迅速發(fā)展，這是由于慣性振動(dòng)篩性能好，結(jié)構(gòu)和維護(hù)工作簡(jiǎn)單，目前發(fā)展非常迅速。 根據(jù)動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果 ,找出篩箱的薄弱環(huán)節(jié) ,檢査振動(dòng)篩是否存在位移過(guò)大或應(yīng)力集中的部位 ,并結(jié)合大多數(shù)直線(xiàn)振動(dòng)篩普遍存在的質(zhì)心選擇不當(dāng)?shù)膯?wèn)題 ,采用計(jì)算機(jī)輔助橫梁直線(xiàn)可行域法調(diào)整篩箱質(zhì)心 ,對(duì)篩箱結(jié)構(gòu)作出改進(jìn) ,從整體上優(yōu)化篩箱結(jié)構(gòu)。這些部件的疲勞斷裂的誘發(fā)原因大體如下：應(yīng)力過(guò)大、應(yīng)力集中、橫梁材料的缺陷、結(jié)構(gòu)形式的不合理、斷面形狀及尺寸的不合理等。拋擲指數(shù)Kv 的選取受被篩分物料的性質(zhì)的影響 ,對(duì)于難篩分物料 ,可以采用高速拋擲 ,直線(xiàn)振動(dòng)篩 — 般取 ~。所以水平安裝的振動(dòng)篩一般用于中小粒度的篩分以及煤的脫水、脫介上。振動(dòng)篩篩箱運(yùn)動(dòng)的速度和加速度的大小與振幅和頻率有直接關(guān)系。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 共 29 頁(yè) 3 直線(xiàn)振動(dòng)篩有限元模型的建立 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題有限元法 機(jī)械進(jìn)行動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì) ,是為了使機(jī)械投入生產(chǎn)后能夠滿(mǎn)足工藝指標(biāo)和工作壽命的要求 ,在理想的狀態(tài)下工作。 有限元法是建立在變分原理的基礎(chǔ)之上 ,變分原理又包括最小勢(shì)能原理 (采用最小勢(shì)能原理時(shí) ,未知量選取單元位移 ,稱(chēng)為位移法 )、最小余能原理 (需要假設(shè)應(yīng)力場(chǎng)形式 ,稱(chēng)為應(yīng)力法 )、混合變分原理 (要假設(shè)位移和應(yīng)力 ,稱(chēng)為混合法 )。 求解未知節(jié)點(diǎn)位移 根據(jù)邊界條件限制結(jié)構(gòu)的剛體移動(dòng) ,更改總體剛度平衡方程 ,求解方程組中的節(jié)點(diǎn)位移。 (2) 求解計(jì)算模塊對(duì)設(shè)定初始條件的部件進(jìn)行所需要的分析 ,如 :結(jié)構(gòu)分析、流體分析、電磁場(chǎng)分析、聲場(chǎng)與壓電等分析外 ,還可以解決非線(xiàn)性