【導(dǎo)讀】能在保證輸送的混凝土質(zhì)量的同時適當(dāng)延長運距。起步較晚，到70年代才開始試生產(chǎn)。目前，攪拌運輸車的理論研究及生產(chǎn)在我。省及整個西北地區(qū)均處于空白。切向產(chǎn)生復(fù)合運動的結(jié)果。因此兩條葉片的螺旋曲線的形式及結(jié)構(gòu)直接影響攪。本論文基于物料在螺旋葉片上的攪拌出料機(jī)理對螺旋葉片的。葉片進(jìn)行展開設(shè)計；對拌筒進(jìn)行幾何設(shè)計。的裝載容器，又是攪拌混凝土的工作裝置。為使混凝土攪拌運輸車的攪拌裝置系列化，以滿足用戶要求，借用計算機(jī)。程序語言對其進(jìn)行設(shè)計?；诠β舒I合圖的建模方法，利用大型軟件Matlab的。變量隨輸入變量的變化關(guān)系。尤其是對輔助泵調(diào)節(jié)斜盤角度系統(tǒng)、變量主泵控?；炷翑嚢柢嚨慕榻B------------------------------------------4. 攪拌筒的工作原理-------------------------------------------10. 攪拌筒的整體構(gòu)成-------------------------------------------10. 攪拌筒幾何容積計算-----------------------------------------18. 滿載時拌筒的重心位置---------------------------------------18. 驅(qū)動阻力矩計算---------------------------------------------19. 攪拌筒驅(qū)動功率的計算---------------------------------------23. 螺旋葉片上螺旋角的確定-------------------------------------24. 攪拌葉片的母線方程-----------------------------------------27

　　

【正文】 計算，然后利用“三角形”法，將整個螺旋葉片展開。只要在螺旋葉片設(shè)計中，兩等分點之間的間隔控制在一定范圍內(nèi)，展開的螺旋葉片平面圖，就可達(dá)到一定的精度要求。 圖 葉片頂部 葉片根面 本設(shè)計是在三段式梨形攪拌筒外形尺寸不變的前提下進(jìn)行的。攪拌筒的外形優(yōu)化暫不考慮。根據(jù)攪拌葉片有三段擬合而成的特點，我們分別對前錐、中圓和后錐的葉片 采取不同的型線規(guī)律。 BA ABB BA A 圖 非等變角對數(shù)螺旋線正視圖和右視圖 圖中標(biāo)記 A、 B處是各段葉片的擬合接合點 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 31 0? ? ? ? B(mm) 前錐 109? 90 380 中圓 0 1918? 380 后錐 72? 380 304? 表 知道了內(nèi)外螺旋線的方程，我們就可以在軟件中繪制出內(nèi)外螺旋線的圖形，然后利用掃略功能，做出攪拌葉片的實體模型 ,如圖 。 圖 葉片 實體模型 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 32 后錐 中圓 前錐 螺旋線規(guī)律 螺旋角表達(dá)式 螺旋線規(guī)律 螺旋角表達(dá)式 螺旋線規(guī)律 螺旋角表達(dá)式 非等變角對數(shù)螺旋線 ( )t? ???? 等變角遞增圓柱螺旋線 ???? 非等變角對數(shù)螺旋線 ( )t? ???? 等變角遞減 對數(shù)螺旋線 t???? 等角圓柱螺旋線 ?? 等變角遞減對數(shù)螺旋線 t???? 底部和與中圓接口處為離散點 ，中間為等角對數(shù)螺旋線。 ?? 等角圓柱 螺旋線 ?? 頂部和與中圓接口處為離散點，中間為等角對數(shù)螺旋線。 ?? 表 攪拌葉片設(shè)計規(guī)律與參數(shù) 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 33 計算機(jī)仿真也是對一個數(shù)學(xué)模型進(jìn)行的試驗研究，計算機(jī)仿真具有周期短，投入少，避免了實際試驗所承擔(dān)的成本浪費、試驗風(fēng)險和危險。特別是用于大數(shù)據(jù)的計 算更顯出其優(yōu)越性。 計算機(jī)仿真作為新的實驗研究的方式，可以為實際的試驗研究提供參考和思路。實驗研究和計算機(jī)仿真研究相結(jié)合，相輔相成，取長補(bǔ)短，對于課題的研究非常有利。 我們在理論研究的基礎(chǔ)上，初步對設(shè)計的攪拌系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬和仿真，下面是一些截圖基于在 UG下建立的，如下圖所示的葉片與罐總成裝配模型，通過 UG 的仿真功能，實現(xiàn)了葉片與罐的運動仿真。 本文采用 混凝土攪拌車為模型進(jìn)行研究如下圖所示。 其中，圖 為攪拌筒各段圖，圖 為攪拌葉片造型圖；圖 為實體建模圖；圖 為運動仿真圖。 圖 建模過程如下： 圖 前錐 圖 中柱圖 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 34 圖 后錐 圖 攪拌葉片 圖 前支撐 圖 連接法蘭 圖 攪拌罐三維實體裝配模型 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 35 圖 運動模擬 模態(tài)分析是機(jī)械和結(jié)構(gòu)動力學(xué)中一種極為重要的分析方法 , 是將線性定常系統(tǒng)振動微分方程組中的物理坐標(biāo)變換為模態(tài)坐標(biāo) ,采用有限元法形成系統(tǒng)的離散數(shù)學(xué)模型 質(zhì)量矩陣和剛度矩陣 ,使方程組解耦 ,成為一組以模態(tài)坐標(biāo)和模態(tài)參數(shù)描述的獨立方程 ,以便求出系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)的方法。經(jīng)過模態(tài)分析 , 攪拌葉片的前六階 振型如下圖所示。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 36 第 1 階模態(tài)是一階橫向彎曲振動 ,攪拌葉片右側(cè)振幅較大 ,左端變形較小；第 2 階模態(tài)是一階縱向振動 ,葉片左端振幅很大 ,葉片中部產(chǎn)生很大的彎曲應(yīng)力；第 3 階模態(tài)是葉片結(jié)構(gòu)的二階橫向彎曲即出現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)和彎曲的復(fù)合變形 , 葉片中部的振幅較大；第 4 階模態(tài)是葉片結(jié)構(gòu)的二階縱向彎曲即出現(xiàn)了葉片在水平面內(nèi)的左右扭轉(zhuǎn) ,葉片中部的變形量較大；第 5 階和第 6 階模態(tài)葉片結(jié)構(gòu)在各個方向均出現(xiàn)了大范圍的彎曲和扭轉(zhuǎn) ,葉片中部變形量較大。這些局部振型表明葉片 各部位剛度存在不均勻的現(xiàn)象。混凝土攪拌車在攪拌的過程中受到新拌混凝土在各個方向上的沖擊作用 , 這類載荷最易激發(fā)葉片結(jié)構(gòu)的彎曲模態(tài)；當(dāng)在路上行駛時 , 由于路面的凹凸不平 ,葉片承受更多的非對稱載荷 , 此時最易激發(fā)葉片結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)模態(tài)。因此 , 攪拌葉片的彎曲及扭轉(zhuǎn)振動是其結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的主要表現(xiàn)形式。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 37 ANSYS 有限元的計算，就是將形狀復(fù)雜以及受力情況復(fù)雜的零件化分為有限數(shù)目的單元，再分別計算這些單元的受力和變形情況，然后將這些單元整合起來，就形成了整個零件的受力變形圖。 螺旋葉片 在各攪拌工況下進(jìn)行應(yīng)力和變形分析；受力和變形如下列圖所示： 圖 等角攪拌葉片應(yīng)力圖 圖 等變角攪拌應(yīng)力圖 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 38 圖 非等變角 a攪拌應(yīng)力圖 圖 非等變角 b攪拌葉片應(yīng)力圖 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 39 圖 非等變角 c攪拌葉片應(yīng)力圖 圖 等角出料葉片應(yīng)力圖 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 40 圖 變等角出料葉片應(yīng)力圖 圖 非等角 a 出料葉片應(yīng)力圖 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 41 圖 非等角 b 出料葉片應(yīng)力圖 圖 非等角 c出料葉片應(yīng)力圖 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 42 綜合上述分析得到：等角、 等變角和非等角螺旋葉片的應(yīng)力與應(yīng)變情況如下表 所示： 表 、等變角和非等變角螺旋葉片的應(yīng)力與應(yīng)變 由上表可知作用在非等角 a 對數(shù)螺旋葉片上的壓力和變形明顯小于其它幾種對數(shù)螺旋葉片的壓力和變形值正轉(zhuǎn)攪拌和反轉(zhuǎn)卸料時攪拌葉片的應(yīng)力值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于材料的屈服應(yīng)力 361MPa。葉片應(yīng)力越大摩擦力也就越大磨損也就越嚴(yán)重，變形越大振動更為嚴(yán)重同時變形使攪拌葉片的形狀改變達(dá)不到預(yù)期的攪拌和出料效果，由此可見非等變角對數(shù)螺旋葉片明顯優(yōu)于其它幾種對數(shù) 螺旋葉片。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 43 參考文獻(xiàn) [1]馮忠緒 .混凝土攪拌理論與設(shè)備，北京人民交通出版 [2]邢普，儀垂杰，郭健翔 . 非等角對數(shù)螺旋線攪拌葉片的設(shè)計研究 .工程機(jī)械 [3]邢普，儀垂杰，郭健翔 .混凝土攪拌車攪拌葉片仿真設(shè)計及模態(tài)分析 .機(jī)械設(shè) 計與制造 [4]邢普 郭健翔等 非等角對數(shù)螺旋線攪拌葉片的實驗研究 工程設(shè)計學(xué)報 [5]邢普 儀垂杰等 混凝土攪拌車攪拌葉片新型母線及應(yīng)用研究 建筑機(jī)械 [6]江繼輝 .混凝十?dāng)嚢栎?送車攪拌筒攪拌過程的運動分析 工程機(jī)械 1991(2) [7]程書良 .混凝土攪拌車攪拌葉片的設(shè)計 .建筑機(jī)械化 2021 年第 2期 [8]田利芳 .混凝土攪拌運輸車結(jié)構(gòu)設(shè)計及液壓系統(tǒng)動態(tài)仿真 .西安建筑科技大 學(xué)學(xué)位論文 . 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International Journal of Fracture 103: 127–148, 2021. 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 44 致謝 本文是在導(dǎo)師邢普博士精心的指導(dǎo)下完成的，作者的每一點進(jìn)步無不傾注了邢老師的一番心血與教誨，在此，謹(jǐn)致以我衷心的感謝。 付昊旻 2021 年 5月 附錄 A 部分程序源代碼 NUMBER/r(5),h(4),bt(3),bt1(3),btn(3),i,j,st,stm(3),k(3),a1,a3,p,p1,p3,stn1 $$1一定義變量 ENTITY/ax,ps1(1021),ps2(1021),m(4),g(4),sl(6),pt(5),pt0(2),b(9),SPLN(2),$ ln(10),EN(K),CSYS1,CSYS2,CSYS3 pds1: $$2一生成輸入?yún)?shù)的對話框 39。前錐小端半徑 :39。,r(1),$ 39。前錐高度 :39。,h(1),$ 39。前錐最大螺旋角 :39。,bt(1),$ 39。前錐最小螺旋角 :39。,bt1(1),$ 39。前錐螺旋轉(zhuǎn)角 :39。,k(1),$ 39。中圓半徑 :39。,r(2),$ 39。中圓高度 :39。,h(2),$ 39。中圓最大螺旋角 :39。,bt(2),$ 39。中圓最小螺旋角 :39。,bt1(2),$ 39。中圓螺旋轉(zhuǎn)角 :39。,k(2),$ 39。后錐小端半徑 :39。,r(3),$ 39。后錐錐面段數(shù) :39。,j,$ 39。后錐高度 :39。,h(3),$ 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 45 39。后錐前錐面高度 :39。,h(4),$ 39。后錐前錐面小端半徑 :39。,r(4),$