【正文】 結(jié)構(gòu)動力和屈曲分析。網(wǎng)格太大 ,節(jié)點少 ,運算量少 ,但會引起誤差的加大 。 (6) 求解 求解就是 Ansys 通過有限元計算方法 ,按照設計人員的求解要求 ,通過方程計算出各項數(shù)據(jù)。 直線振動篩篩箱模型簡化 有限元模型建立 的好壞與計算結(jié)果是否準確有著很密切的關(guān)系。由于本文涉及模態(tài)分析和諧響應分析 ,因此本文采用整體模型進行分析。本文采用后者 ,在 UG 中建立振動篩的實體模型后導入 Ansys。但是 ,由于梁單元在有限元模型中被抽象成一條直線 ,橫梁與側(cè)板的接觸面也被簡化為一個點 ,這樣會導致接觸部位的應力值急劇增大 ,計算結(jié)果不準確。該模型共有 235269 個實體單元、 8 個彈簧單元、 8 個質(zhì)量單元。模態(tài)分析認為結(jié)構(gòu)是線性的 ,即使進行了非線性的定義也會被忽略。 篩箱模態(tài)分析 本文振動篩的有限元模型中由于節(jié)點數(shù)龐大 ,因此系統(tǒng)的自由度也將很大 ,不可能求解出全部的固有頻率和振型。 表 頻率對比 I fi 差值 百分比 7 % 8 % 9 % 10 % 通過對振動篩進行模態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)最接近工作頻率的階數(shù)為第 7 階和第 8 階，相差分別在 16%和 15%左右，從數(shù)值上來看，它高于振動篩設計所要求 的固有頻率要避開工作頻率 10%以上。 Reduced (縮減法 ) Reduced 法用需要定義主自由度 ,開始計算出來的是主自由度處的位移 ,需要執(zhí)行擴展處理把解擴展到完整的 DOF 集 ,才能得到完整的位移和應力解。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 26 頁 共 29 頁 篩箱應力分布圖（實部） 篩箱應力分布圖（虛部） 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 27 頁 共 29 頁 諧響應分析的結(jié)果被保存到分析結(jié)果文件中，所有的數(shù)據(jù)都按簡諧規(guī)律變化，且都是復數(shù)形式，以實部和虛部存儲。 通過對實部和虛部的節(jié)點應力幅值排序可知，節(jié)點實部應力 為 ， 虛部應力為，其實際應力為 , 22 MPa???? 為篩箱最大應力。 感謝我的父母親 ,是他們給予了我最無私的愛 ,給予我不斷前進的力量。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 28 頁 共 29 頁 致謝 衷心的感謝我的 導師老師 ,在課題的研究以及論文撰寫過程中 ,老師淵博的專業(yè)理論知識和富有創(chuàng)見的科研精神給了我巨大的幫助。若分別得出應力實部最大值 amax和應力虛部最大值 bmax，且有 amaxbmax，則整個模型的最大應力幅值 Amax滿足條件 m a xm a xm a x 2aAa ?? 。在通用后處理器中 ,讀入結(jié)果文件時一次只能讀入實部結(jié)果或虛部結(jié)果 ,而實際結(jié)果為二者的結(jié)合。 Ansys 中進行諧響應分析時可通過三種方法求解 : Full (完全法 ) Full 法運用完整的系統(tǒng)矩陣計算 ,而且可以施加單元載荷、節(jié)點力、外加位移等各類載荷 ,而且允許采用實體模型上所加的載荷 ,但不 能設置預應力 ,Full 法不必選擇主自由度和振型 ,非常方便使用。這是模態(tài)分析的最后一步，此部分主要察看振動篩模型的固有頻率和 振型，并以動畫的形式觀察振型。 Damped (阻尼法 ):用于阻尼不可忽略的問題。對于振動系統(tǒng) ,最應注意的問題就是結(jié)構(gòu)是否發(fā)生共振 ,當載荷頻率與固有頻率相同時就會出現(xiàn)這種想象 ,并且導致結(jié)構(gòu)屈服。 表 材料屬性設置 材料 彈性模量（ pa） 泊松比 密度 (kg/m2) 20g 7850 Q235 7850 Q345 7850 篩箱的邊界約束 本文中篩箱的軸向與橫向彈簧通過公共節(jié)點連接在一起 ,作 為彈簧支撐管梁的中心主節(jié)點 ,另一端采用全約束。體與體的 Glue 運算是通過體的公共面進行的 ,本文對篩箱模型構(gòu)件通過 Glue運算連接。 簡化后的模型如圖 。因為動力學分析時結(jié)構(gòu)的所有參量都是波動的 ,不存在位置不變且變形為零的平面。 Ansys 在動力學分析上表現(xiàn)突出 ,可以勝任模態(tài)分析和諧響應分析 ,其分析結(jié)果與實際誤差不大 ,具有理論參考價值。 (5) 施加載荷與約束 載荷包括約束、支撐、邊界條件、激勵等。 (2) 網(wǎng)格劃分 網(wǎng)格劃分主要有 :自由網(wǎng)格劃分、映射網(wǎng)格、延伸網(wǎng)格劃分、自適應網(wǎng)格劃分。 (1) 前處理模塊主要進行模型建立、添加單元、定義實常數(shù)、賦予實體材料、網(wǎng)格劃分、定義稱合、添加剛性區(qū)域等。 分析單元特性 根據(jù)單元的位移模式利用變分原理求解出單元的剛度矩陣和單元應力矩陣。在計算機輔助技術(shù)快速發(fā)展的今天 ,通過有限元法以及有限元分析軟件使彈性力學有了通用求解的途徑。 （ 1）流量法 Q=3600Bhvy 式中： B— 篩面寬度； h— 篩面上的物料層厚度； v— 物料運行平均速度； y— 物料松散密度； （ 2）平均法 Q=Fq 式中： F— 篩面的有效面積； q— 振動篩單位面積的處理量。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 7 頁 共 29 頁 振幅和頻率 振幅值是指振動篩工作行程的一半 ,頻率是篩箱每分鐘振動的次數(shù)。由于直線振動蹄篩面是水平的 ,所以篩孔很容易被物料顆粒堵塞 ,為防止蹄孔堵塞 ,應使蹄面運動的速度大于某個臨界值 ,但又不能超過一定的范圍。 圖 直線振動篩工作原理 直線振動篩技術(shù)參數(shù)的選擇 振動篩的工藝參數(shù)直接影響著振動篩的工藝效果 ,這些參數(shù)包括篩面傾角、振動篩頻率、振幅、拋射角等結(jié)構(gòu)參數(shù)。 圖 直線振動篩結(jié)構(gòu)圖 在振動篩的各種零部件當中，篩箱是最重要的部件之一。首先進行模態(tài)分析 ,獲取篩箱的前 15 階固有頻陜西理工學院畢業(yè)設計 第 4 頁 共 29 頁 率和振型 ,分析振動篩在工作過程中是否發(fā)生共振。 （ 5）采用波浪式篩面，主要是為了防止篩孔在篩分難篩物料和水分大的物料時的 堵塞，國外一些選煤廠采用此類篩子洗選煤。西德篩子技術(shù)公司，為了提高篩子的處理量，將篩面的面積擴大到 50 ，寬 。 1986 年 ,由于當時日本神戶制鋼所振動篩制造技術(shù)較為先進 ,其中以 HLW 型振動篩為代表 ,我國組織學習并引進了該項技術(shù)。 德國的申克公司，生產(chǎn)的振動篩不但質(zhì)量過硬，而且光種類就能提供 260 種篩分設備；DKR 公司研制和生產(chǎn)出了三路分配給料，一臺高速電機驅(qū)動的振動篩； STK 公司生產(chǎn)的篩分設備也是技術(shù)水平較高、系列品種較全的； KHD 公司則生產(chǎn) 200 多種規(guī)格的篩分設備，而且通用 化程度都非常高；美國 NRO 公司研制并生產(chǎn)出了采用不同速度激振器的雙頻率振動篩； KUP 公司、海因曼公司也都先后研制了雙傾角的篩分設備；英國也成功研制出了能從濕原煤中篩出細粒末煤的旋流概率篩；前蘇聯(lián)也成功研制出了一種自同步直線振動篩，它用處非常多而且兼有直線振動篩的優(yōu)點。所以在實際生產(chǎn)過程中，振動篩通常是因為疲勞強度不夠、可靠性差等問題，經(jīng)常出現(xiàn)激振器大梁和底梁的斷裂，側(cè)板開裂等事故。 模態(tài)計算結(jié)果查看與分析 ....... 錯誤 !未定義書簽。 直線振動篩篩箱模型簡化 ....... 錯誤 !未定義書簽。振動篩的結(jié)構(gòu)和材料直接影響其使用性能和壽命。 篩箱模型材料屬性 設置 ......... 錯誤 !未定義書簽。 諧響應分析結(jié)果查看與分析 ..... 錯誤 !未定義書簽。而且采煤行業(yè) 機械化程度逐漸提高所帶來的直接影響就是對振動篩機的容量要求的增大，因此，大型直線振動篩的研究、設計、制造就成為我們目前所要面對的一個十分重要的問題。 測繪仿制階段 建國初期 ,國內(nèi)制造行業(yè)使用的篩分設備是從波蘭和前蘇聯(lián)進口的吊式直線振動篩和TYII 圓振動篩。技術(shù)人員不斷強化篩分機械的技術(shù)參數(shù) ,增強篩機振動強度 ,提高單位面積承載能力和生產(chǎn)能力 ,以使篩機陜西理工學院畢業(yè)設計 第 3 頁 共 29 頁 的設計與生產(chǎn)達到一定的標準并形成系列 ,減少成本 ,增加企業(yè)效益 ,設計過程中兼顧降低生產(chǎn)噪聲 ,提高環(huán)境質(zhì)量 ,以開發(fā)出更高效的篩分設備。 （ 2）應用等厚篩分法，因為這種篩分方法能將入料中小顆粒和篩面接觸 的概率大大增加，平均單位篩面透篩能力增大。特別是慣性直線振動篩已被應用于工程中。 對優(yōu)化后的篩箱結(jié)構(gòu)再次進行模態(tài)分析和諧響應分析 ,以驗證優(yōu)化的合理性以及優(yōu)化效果。因此，篩箱的結(jié)構(gòu)強度，直接決定振動篩的使用壽命。對于一般的篩分 ,可采用中速拋擲 , Kv一般取 ~5。圓振動篩的篩面傾角一般比較大 ,這是由于圓振動篩的拋射角比較大 ,但物料沿篩面的移動速度較慢 ,將篩面傾角選大些可增大物料的移動速度 ,提高生產(chǎn)率。篩箱運動的加速度可以表示為 : 從式中可以看出 ,加大篩箱的振幅和振次都可以提高篩箱的加速度 ,相比之下 ,提高振次對加速度的影響更大。對于振動機械 ,動力學分析更是具有十分重要的意義。在解決工 程結(jié)構(gòu)問題時 ,有限元法將連續(xù)體劃分為有限多個大小適當?shù)膯卧?,得出每個單元的近似解 ,采用一定的方法將單元解加以組合 ,從而得到系統(tǒng)的近似數(shù)值模型。 單元應力、應變計算 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 10 頁 共 29 頁 根據(jù)節(jié)點位移 ,利用結(jié)構(gòu)力學相關(guān)方程進一步求解應力、應變 ,用圖形或數(shù)表的方式輸出最后 結(jié)果。 (3) 后處理模塊就是將分析結(jié)果以圖像、圖表或列表的形式給出 ,以便分析人員直觀地了解結(jié)構(gòu)性能 ,并且獲得所需的數(shù)據(jù)。網(wǎng)格太細 ,雖然精確度高 ,但也會增加計算量 ,所以對模型分析應該選用合適的網(wǎng)格。 Ansys 在解決實際問題是可以根據(jù)模型條件以及計算機的處理能力選用適合的求解方法 ,比較常用的求解方法有雅可比共軛梯度求解器、波前求解器、稀疏矩陣求解器等。由于實體模型比較復雜 ,在進行有限元分析時 ,不可能完全用實體模型進行分析 ,應在保證結(jié)果不會產(chǎn)生太大誤差的前提下 ,忽略工藝結(jié)構(gòu)和一些不重要的細節(jié)特征 ,將實體模型簡化 ,這樣可以在很大程度上減少軟件計算工作量 ,提高計算速度。 區(qū)分承載件和工藝飾件 承載件因承擔篩箱受力 ,需要盡量保留其原有的結(jié)構(gòu)形狀 ,才能如實反映篩箱 的實際受陜西理工學院畢業(yè)設計