【文章內(nèi)容簡介】 2。生產(chǎn)率生產(chǎn)率可以通過兩種方法計算,流量法和平均法。（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。ZK1230直線振動篩的主要技術特征見表 直線振動篩的主要技術特征序號名稱單位規(guī)格1給料力度mm2篩面規(guī)格mm1200x30003工作面積m24篩面層數(shù)15篩縫尺寸mm6處理能力t/h87工作雙振幅mm7~98工作頻率r/min9609振動方向角度4510篩面傾角度011外形尺寸（長x寬x高）mm3551x2475x1673 本章小結本章主要對振動篩的振動原理和結構進行了比較詳細的介紹，計算其主要參數(shù)，為下文中的三維建模和有限元分析做了充分的理論準備。3 直線振動篩有限元模型的建立機械進行動力學設計,是為了使機械投入生產(chǎn)后能夠滿足工藝指標和工作壽命的要求,在理想的狀態(tài)下工作。對于振動機械,動力學分析更是具有十分重要的意義。首先,通過動力學分析才能判斷振動機械的設計參數(shù)是否合理。其次,由于振動篩的的激振力會對機體以及地基造成很大的危害,需要設計合理的基座和減振裝置,這些都依賴于振動系統(tǒng)的動力學分析。 有限元法是一門交叉理論的邊緣學科,結合了現(xiàn)代力學、計算機科學和應用數(shù)學等相關理論。簡單的說,有限元法就是用結構力學方法求解彈性力學問題。在計算機輔助技術快速發(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。由于有限元法能夠求解出彈性力學數(shù)值解以及相應的應力分布與變形,所以廣泛應用于工程結構部件的強度設計問題。有限元法是建立在變分原理的基礎之上,變分原理又包括最小勢能原理(采用最小勢能原理時,未知量選取單元位移,稱為位移法)、最小余能原理(需要假設應力場形式,稱為應力法)、混合變分原理(要假設位移和應力,稱為混合法)。在解決工程結構問題時,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。有限元法處理結構問題的流程為: 結構離散化有限元法分析問題時首先要將模型用適當?shù)膯卧x散,所謂合適的單元就是選用符合要求的單元類型、根據(jù)結構確定單元大小得到一定數(shù)量的網(wǎng)格。 確定位移模式對于離散后的系統(tǒng),單元的應力、應變、位移等都是通過節(jié)點位移表示的,需要選擇適當?shù)奈灰颇Ｊ絹肀硎締卧奈灰茍?。在?shù)學運算中,以多項式表示位移模式進行計算可使運算較為簡便。單元的位移函數(shù)通過多項式近似后,就可以由節(jié)點位移求解位移場,從而得到單元的應力、應變、位移。 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。 集合單元特性連續(xù)體是由有限個單元組合而成,對整個系統(tǒng)需要集合單元方程,把單元剛度矩陣和單元應力矩陣適當組合。 求解未知節(jié)點位移根據(jù)邊界條件限制結構的剛體移動,更改總體剛度平衡方程,求解方程組中的節(jié)點位移。 單元應力、應變計算根據(jù)節(jié)點位移,利用結構力學相關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果。 Ansys軟件介紹Ansys是一款高級CAE軟件,在機械、土木、電力等行業(yè)應用極為廣泛,甚至在生物醫(yī)藥、微機電系統(tǒng)也有涉及。Ansys的廣泛應用首先得益于軟件在分析中的優(yōu)異表現(xiàn),其分析結果接近實際狀況甚至可以完全用來模擬實際狀況,為設計、研發(fā)提供有效數(shù)據(jù)。其次Ansys與CAD軟件有豐富的接口,利于數(shù)據(jù)的交換,與目前廣泛應用的PRO/E、 UG、 Soildworks. CATIA等可以實現(xiàn)無縫鏈接,數(shù)據(jù)互換,使得CAD、 CAE融為一體,這為設計、分析提供了方便。 Ansys的模塊組成Ansys主要由三個模塊來實現(xiàn)分析計算,分別是前處理模塊、求解計算和后處理模塊。 (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。這個模塊實質(zhì)是給分析部件設定初始條件。 (2) 求解計算模塊對設定初始條件的部件進行所需要的分析,如:結構分析、流體分析、電磁場分析、聲場與壓電等分析外,還可以解決非線性結構動力和屈曲分析。(3) 后處理模塊就是將分析結果以圖像、圖表或列表的形式給出,以便分析人員直觀地了解結構性能,并且獲得所需的數(shù)據(jù)。 Ansys的一般操作順序Ansys必須按模塊流程順序進行操作才能進行求解分析,前處理設置不當或缺少參數(shù),就會影響下一步的分析計算,其操作方式如下: (1)模型建立Ansys建模通常有兩種方式實現(xiàn):① 通過Ansys定義單元類型來進行建模。Ansys里提供超過150多種的單元類型,為幾何建模提供了方便,只需要設置幾何實體參數(shù),并進行實體變換就可以靈活建立模型。② 導入外界模型數(shù)據(jù)建立模型。比起CAD專業(yè)建模設計軟件,Ansys在建模功能上稍有不足,但Ansys提供了豐富的CAD接口,可實現(xiàn)CAD設計建模,Ansys無縫鏈接導入,提高了建模效率。 (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。網(wǎng)格劃分決定著能否正確分析,只有將模型轉化為拓撲結構,通過網(wǎng)絡和節(jié)點構筑模型,經(jīng)過分析計算,輸出各節(jié)點的計算結果,才能在后處理中反映出計算結果。網(wǎng)格太大,節(jié)點少,運算量少,但會引起誤差的加大。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。 (3) 材料賦予Ansys中所有的分析都需要輸入材料屬性,材料的主要參數(shù)有彈性模量E、泊松比密度Dens等,。當賦予材料屬性時必須注意單位,最好選用國際單位制,這樣可以使輸出結果也同樣為國際制單位,減少重復的單位換算的過程。 (4) 定義分析類型和選項Ansys的分析類型包括靜態(tài)分析、模態(tài)分析、諧振態(tài)分析、瞬態(tài)分析、頻譜分析、屈曲分析等。本文對模型主要進行了模態(tài)分析和諧響應分析。 (5) 施加載荷與約束載荷包括約束、支撐、邊界條件、激勵等。根據(jù)物理環(huán)境的不同,載荷又可以分為以下六種:對模型自由度的約束、集中力、體載荷、面載荷、慣性載荷、稱合場載荷。(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)。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。 (7) 查看分析結果査看計算結果需要用后處理模塊來完成,通過分析結果判定計算是否正確。Ansys 10以后,整合了 Ansys Workbench,更加方便對CAD數(shù)據(jù)的互換。Workbench是ansys公司在成熟CAE產(chǎn)品的基礎上,利用Ansys軟件API開發(fā)集合而成,界面更加人性化,易學易用。目前使用Workbench的用戶也呈增多趨勢。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,其分析結果與實際誤差不大,具有理論參考價值。進行動力學分析的前提是要建立振動篩的有限元模型,有限元模型就是對篩箱選擇合適的單元進行劃分,并按照篩箱的材料賦予模型材料屬性,根據(jù)實際的安裝情況施加邊界條件和受力,建立一個具有高仿真的用于分析的模型。 有限元模型建立的好壞與計算結果是否準確有著很密切的關系。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,應在保證結果不會產(chǎn)生太大誤差的前提下,忽略工藝結構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。對于直線振動篩有限元模型的建立需要考慮以下幾點:是否需要建立振動篩的二次隔振系統(tǒng)二次隔振系統(tǒng)用于在機體工作時減少機體對基礎的沖擊力,是否建立二次隔振系統(tǒng)主要依據(jù)二次隔振系統(tǒng)對篩箱應力的影響水平,本文不考慮二次隔振系統(tǒng)。是否建立模型的一半進行分析直線振動篩是平面對稱結構,激振力也是對稱分布的。對于結構和邊界條件對稱分布的模型,應力應變也將對