【正文】 sys建模通常有兩種方式實現(xiàn):① 通過Ansys定義單元類型來進(jìn)行建模。 (2) 求解計算模塊對設(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、電磁場分析、聲場與壓電等分析外,還可以解決非線性結(jié)構(gòu)動力和屈曲分析。 (1) 前處理模塊主要進(jìn)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。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(yīng)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(shè)計、分析提供了方便。 Ansys軟件介紹Ansys是一款高級CAE軟件,在機(jī)械、土木、電力等行業(yè)應(yīng)用極為廣泛,甚至在生物醫(yī)藥、微機(jī)電系統(tǒng)也有涉及。 求解未知節(jié)點位移根據(jù)邊界條件限制結(jié)構(gòu)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。 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(yīng)力矩陣。在數(shù)學(xué)運(yùn)算中,以多項式表示位移模式進(jìn)行計算可使運(yùn)算較為簡便。有限元法處理結(jié)構(gòu)問題的流程為: 結(jié)構(gòu)離散化有限元法分析問題時首先要將模型用適當(dāng)?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(jié)構(gòu)確定單元大小得到一定數(shù)量的網(wǎng)格。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(shè)應(yīng)力場形式,稱為應(yīng)力法)、混合變分原理(要假設(shè)位移和應(yīng)力,稱為混合法)。在計算機(jī)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(xué)有了通用求解的途徑。 有限元法是一門交叉理論的邊緣學(xué)科,結(jié)合了現(xiàn)代力學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)等相關(guān)理論。首先,通過動力學(xué)分析才能判斷振動機(jī)械的設(shè)計參數(shù)是否合理。3 直線振動篩有限元模型的建立機(jī)械進(jìn)行動力學(xué)設(shè)計,是為了使機(jī)械投入生產(chǎn)后能夠滿足工藝指標(biāo)和工作壽命的要求,在理想的狀態(tài)下工作。（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(yùn)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。經(jīng)驗規(guī)定,一般篩箱的加速度不要超過70~85m/s2。振動篩在工作時需要足夠的加速度才能使物料在篩面上拋起,這就要求振動篩要有足夠的振幅和振次。振動篩篩箱運(yùn)動的速度和加速度的大小與振幅和頻率有直接關(guān)系。 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)。~65176。 振動方向角振動方向角是直線振動篩的重要參數(shù)之一,是篩箱運(yùn)動方向與篩面的夾角,也是篩面上物料的拋射角。所以水平安裝的振動篩一般用于中小粒度的篩分以及煤的脫水、脫介上。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(yīng)使蹄面運(yùn)動的速度大于某個臨界值,但又不能超過一定的范圍。篩面傾角小時,物料移動的較慢,生產(chǎn)量低,但篩分效率高。振動篩做中速拋擲時篩分效率和產(chǎn)量都很高并且對振動篩機(jī)體的性能(如強(qiáng)度和剛度)要求也不高。拋擲指數(shù)Kv的選取受被篩分物料的性質(zhì)的影響,對于難篩分物料,可以采用高速拋擲,直線振動篩—~。 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)。每一瞬時,兩軸上的離心力分解到x和y方向,沿XX方向的離心力分力相互抵消,沿yy方向的離心力分力相互疊加,因此振動篩最終受沿yy方向的簡諧激振力作用,驅(qū)動篩箱沿y方向作往復(fù)式直線運(yùn)動。 直線振動篩的工作原理圖22是直線振動篩的工作原理圖,篩箱座式支撐在橡膠彈簧上,激振器兩軸上的偏心塊的質(zhì)徑積均相等且偏心質(zhì)量以等速反向回轉(zhuǎn),激振器兩軸以yy軸線對稱布置, yy軸線通過篩箱質(zhì)心且與水平方向成45176。這些部件的疲勞斷裂的誘發(fā)原因大體如下：應(yīng)力過大、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。 直線振動篩結(jié)構(gòu)圖在振動篩的各種零部件當(dāng)中，篩箱是最重要的部件之一。本文所討論的ZK1230型直線振動蹄主要由激振器、篩箱、電機(jī)、傳動裝置、支撐裝置等組成。本章從國內(nèi)外篩分技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r出發(fā),介紹了篩分作業(yè)的方式以及篩分機(jī)械的種類和特點,提出了課題研究的背景和意義,重點闡述了本論文的主要研究內(nèi)容及研究方案。根據(jù)動力學(xué)分析結(jié)果,找出篩箱的薄弱環(huán)節(jié),檢査振動篩是否存在位移過大或應(yīng)力集中的部位,并結(jié)合大多數(shù)直線振動篩普遍存在的質(zhì)心選擇不當(dāng)?shù)膯栴},采用計算機(jī)輔助橫梁直線可行域法調(diào)整篩箱質(zhì)心,對篩箱結(jié)構(gòu)作出改進(jìn),從整體上優(yōu)化篩箱結(jié)構(gòu)。首先進(jìn)行模態(tài)分析,獲取篩箱的前15階固有頻率和振型,分析振動篩在工作過程中是否發(fā)生共振。結(jié)合工程圖紙以及振動篩的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),在三維建模軟件proe中建立ZK1230型直線振動篩篩箱的實體模型,并對實體模型進(jìn)行簡化,忽略次要因素,然后導(dǎo)入Ansys中,劃分網(wǎng)格后建立篩箱的有限元模型。 課題研究的內(nèi)容及方案本文以某礦山機(jī)械有限公司的ZK1230型直線振動篩為研究對象,從工程實際出發(fā),在分析直線振動篩的篩分原理以及計算動力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上,利用有限元分析軟件Ansys對ZK1230型直線振動篩的篩箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了動態(tài)分析,并且通過動態(tài)分析結(jié)果,對篩箱進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,包括篩箱質(zhì)心調(diào)整優(yōu)化,提出了調(diào)節(jié)質(zhì)心的新方法,得到了具有一定參考價值的優(yōu)化結(jié)果。 （7）慣性振動篩迅速發(fā)展，這是由于慣性振動篩性能好，結(jié)構(gòu)和維護(hù)工作簡單，目前發(fā)展非常迅速。 （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。 （4）振動篩朝著標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化方向發(fā)展，這是便于設(shè)計，組織專業(yè)化生產(chǎn)、保證質(zhì)量和降低成本的重要途徑。等厚篩分法與普通篩分法最大的區(qū)別在于不管入料中小于篩孔的顆粒有多少，物粒層的厚度都是保持不變或遞增的；普通篩分法則恰恰相反。為了加大激振力，西德公司將四個激振器并聯(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。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(kuò)大到 50 ，寬 。近幾十年來，以西德為首的許多國家都在設(shè)計、研制大型振動篩。 振動篩發(fā)展方向振動篩在工程中的應(yīng)用非常廣泛，在促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中也起著絕對重要的作用。我國篩分設(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,并且對篩網(wǎng)和軸承等一些特殊部件重點進(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,支撐原件正在開發(fā)復(fù)合彈簧和橡膠彈簧。1986年,由于當(dāng)時日本神戶制鋼所振動篩制造技術(shù)較為先進(jìn),其中以HLW型振動篩為代表,我國組織學(xué)習(xí)并引進(jìn)了該項技術(shù)?；谝陨系难邪l(fā)成果,專家設(shè)計人員又進(jìn)行了 FQ1224復(fù)合振動篩、2ZKB2163直線振動篩以及2YK2145. YK1545圓振動篩、YH1836重型振動篩的研制,研發(fā)過程引用了自同步理論和塊偏心式激振器等先進(jìn)的技術(shù),并于1980年投產(chǎn)制造,而且應(yīng)用也很廣泛,這些技術(shù)成果是我國篩分機(jī)械研發(fā)道路上的里程碑,我國也從此邁上了自主研制的大道。為了形成國產(chǎn)型號,我國對引進(jìn)的篩機(jī)作了測繪仿制,并以當(dāng)時全國的幾個主要生產(chǎn)制造單位如上海冶金礦山機(jī)械廠等為主不斷的進(jìn)行探索研究,成功開發(fā)出了國產(chǎn)型號篩機(jī),這一舉措表明國產(chǎn)型號篩機(jī)初見雛形,這些型號主要包括SSZ直線振動篩、SZ慣性篩和SZZ自定中心篩。自建國的50多年來,我國篩分設(shè)備主要經(jīng)歷了以下四個發(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人力完成,僅有的少數(shù)固定篩和搖動篩都是進(jìn)口而來,而且只有在很少的一些企業(yè)才能使用。 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(shè)備；DKR 公司研制和生產(chǎn)出了三路分配給料，一臺高速電機(jī)驅(qū)動的振動篩；STK 公司生產(chǎn)的篩分設(shè)備也是技術(shù)水平較高、系列品種較全的；KHD 公司則生產(chǎn)