Unigraphics NX用于刮板输送机圆环链受力分析

添加人：admin 发布时间：2015/10/26 15:54:27 来源：中国破碎机网

　　宁夏天地奔牛集团/吴爱民山东兖州矿业集团/秦建用于刮板输送机圆环链受力分析随着煤炭工业机械化的发展，大功率高效采煤机和长距离、大功率输送机迅速增加，对大规格的矿用高强度刮板输送机的圆环链进行强度分析，有助于降低刮板链的动张力，相对提高链子的安全系数，使刮板输送机向着更长的方向发展。这样能使采煤工作面加长，最大限度地利用电动机能力，降低电流对电网的冲击，使效率增加。
　　在实践中对刮板输送机的选型设计通常采用的是传统的静态分析的设计方法。该设计方法是积累多年短距离输送机的设计和使用经验而形成的，其中在对刮板链受力分析时将其视为刚体，用集中质量来求动载荷或将链条视为均质杆，用纵杆振动理论来求动载荷，这样就难以真实揭示传动链产生动载荷的规律和运动过程中的本质问题。尤其对长距离、高速度的输送机设计来说，一些在普通输送机中影响不大的问题显得尤为突出，如刮板链的投资费用高，输送机的运行阻力计算不准确等等。
　　常用的几种动态受力强度分析方法对机械进行动态设计的目的，是希望所设计的机械设备在投入生产后，能处在较理想的状态下工作，不仅能获得满意的工艺指标，还要求机械设备能可靠地工作，同时应满足工作寿命的要求。
　　a）传统的动态特性研究方法即刚体力学法，将整个刮板输送机回转系统看成刚性体，将所有质量变位到驱动链轮圆周上，用牛顿第二定律算出任意时刻刮板链的位移、速度、加速度及动张力。这种方法简单，但对运行速度高，运输距离长的刮板输送机，其计算误差很大，也无法解释其中的一些动力现象。
　　方法把刮板链看作弹性体，列出其运动微分方程。这种方法较刚体动力学法有很多优点，可用于定性分析刮板输送机的动态特性。但是由于受铺设线路、结构条件的限制，偏微分方程的边界条件较复杂，因而波动方程的解析解有时很难得到。
　　是根据机电相似的准则，用一个其方程具有同刮板输送机运动偏微分方程具有相同或相似的特性，将这个电路的输出特性记录下来，就代表刮板输送机的动力特征。此方法的特点是形象、反应快；缺点是费用高，电路组件质量对模拟结果有较大影响，通用性差，目前很少使用。
　　方法是把刮板链作为离散体，建立每个离散体的动力微分方程，然后用计算机求解。该方法的程序具有通用性、计算快、精度高、成本低，计算结果可用直观图形或动画技术显不。
　　方法是从研究有限大小的单元力学特性着手，最后得到一组以结点位移为未知量的代数方程组。应用现成的计算方法，得到结点处需求未知量的近似值。近年来，用于力学分析的方法很多，有限元法以其很强的适应性在这一领域得到了广泛的应用。目前，国际上较大型的面向工程的有限元通用程序达到几百种，其中著名的有：ANSYS、NASTRAN、ASKA、ADINA、SAP和UG等。本文采用UnigraphicsNX强度向导模块对圆环链进行结构可靠性动态分析，建立实体模型，对模型进行网格划分，对模块进行加载荷及约束，利用解算器对网格化的模型链条进行计算。利用UG软件有限元分析模块中的后处理功能对链条进行结果分析，给刮板输送机的运行品质提供切实可行的依据。
　　UG（Unigraphics）是目前应用比较广泛的机械设计软件，具有强大的人性化的人机交互界面和有限元分析功能。使用该软件，能够有效地降低设计成本，缩短设计时间。UnigraphicsNX作为EDS公司在机械设计制造领域最新推出的PLM 3D产品，为用户提供了系列的集成产品开发功能。它涵盖了培育创新、获取知识、标准化过程、提高生产效率以及高度协同等先进的理念并体现于实际应用中的产品建模、设计导航、性能分析以及确保加工性能和质量。同时用户还可以在完全集成与协调的环境中完成所有的这一切。UnigraphicsNX体系架构涵盖的内容一个基于行业标准建立的核心平台，用来推进知识工程。这一崭新的架构设计可以帮助用户超越简单的过程自动化，使得一些特定过程的工程开发得以快速便捷地实现。
　　非分析专家的设计人员提供了非常易用的仿真向导，用户可以在五个快速和简便的步骤中使用该产品做设计分析，甚至自动生成一个基于网络的计算报告。在整个仿真过程的每一个阶段，对用户都有清晰简明的指导，即使是对最复杂的几何模型，都可以自动生成网格并具有自适应能力。
　　解算结果的准确性是最基本的考虑因素，因此该解决方案具有充分的错误检查功能。在基本的分析完成后，作为基于向导过程的一部分仿真的置信度，可用图式方法交互地提交给用户并作为基于网络的项目报告中的一部分。
　　由于和设计模型完全相关联最新的设计信息，可用来进行仿真而不必进行费时的几何体旋转或数据的再生成。设计改变时，用户可以简单地点击再分析的按钮，这样最初的解算将被更新、仿真并重新运行。
　　强大的仿真管理能力，对同一零件或装配件可以建立和管理不同的分析方案，并依据具体设置的分析类型（如线性静力分析、线性屈曲分析、模态分析、稳态热传导分析、线性热结构偶合分析等）快速完成模型的有限元分析，并且最终可依据最好或最理想的分析方案更新主模型。
　　MCK！代蓼部诨以用来做结构可靠性分析。下面应用UG软件建立圆环链模型，并应用StrengthWizard模块对其做了抗拉强度可靠性分析。
　　有限元分析一般要经过以下步骤：约束。
　　模型链条进行计算。
　　析模块中的后处理功能对链条进行结果分析。
　　有限元分析的关键是载荷分析与有限元模型的建立，一旦建立了模型，今后基本参数若有变动，只需要修改基本输入参数与加载即可。
　　主要应用UG二维草图和三维下扫描模块（Sweepalong链条的参数化建模基本流程如所示。
　　链条的参数化建横基本流程。对模型进行网格划分有限元模型包括网格和其他运行分析所需要的相关数据。建立一个好的有限元网格是很关键的步骤，在分析过程中，它花费的时间最多，UGNX结构分析模块提供了快速有效的网格划分工具。
　　UGNX结构分析模块使用了自动网格划分工具，它消除了手工划分网格的繁琐工作。网格是分析方案的分析对象，它们有各种属性，这些属性可以用网格生成图标或属性编辑器图标进行编辑。根据不同的单元类型，可以在点之间、曲线之间、在片体上或实体上建立网格。
　　在几何体上建立的有限元网格与几何体相关联，换句话说，几何体用Unigraphics的参数化技术改变后，网格会自动更新，使之与更改后的几何体保持一致。几何体改变后，可由用户控制是否进行网格更新，这大大减少了因几何体更改而需重新划分网格所需时间。
　　在获得链条的实体模型后，可以按照常规的有限元确定分析方法对链条进行受力分析。前处理主要包括：定义单元，定义材料特性参数，划分网格和加边界条件（位移边界条件和力的边界条件）等，然后对其进行求解，通过以下步骤完成分析过程（见）。
　　链条的有限元分析流程图生成UG有限元分析报告、链条的结构性能图、位移图、应力图和链条的响应质量图。
　　对链环易断裂处进行有限元分析生成链环易裂处结构性能图、位移图、应力图和链环易裂处响应质量图。
　　以上分析结果虽然只能作为优化设计的一个依据，不能单独用来判断设计方案是否满足特定条件的要求。但从以上分析可知：在圆环链受集中力处，等效应力达到了最大值。通常认为该区域是圆环链工作时的危险区域。
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