6米焦炉推焦阻力变化规律研究及推焦杆振动响应分析

摘要

本文采用数值计算法，运用ANSYS有限元分析软件分析了6米焦炉推焦车推焦杆的振动问题，较真实的模拟了推焦杆的推焦过程。所做的工作可以归结为以下几个方面。
　　研究了推焦阻力的变化情况。通过分析焦炭对炭化室底部及侧壁的压力分布情况并根据散体力学中散粒体对存料仓底部及侧壁的压力计算方法计算出焦炭对炭化室底部及侧壁的压力。最后结合适当的假设求解出推焦全过程中作用在推焦杆头部的推焦阻力，绘制出了推焦杆头部所受阻力曲线。
　　对推焦杆的力学模型进行了简化，通过对理论计算法及数值计算法进行比较最终选择应用数值法分析推焦杆在推焦阻力作用下的响应情况。
　　选择了合适的数值分析软件求解推焦杆在推焦阻力作用下的响应情况。即应用ANSYS有限元软件的Structural模块对推焦杆进行数值求解。主要工作包括：推焦杆实体模型的建立；有限元模型的建立；边界条件的加载及求解；求解结果的后处理。
　　在边界条件加载及求解过程中合理的处理了接触、移动载荷的加载等问题，为类似问题的解决提供了参考。经过多次试验最终确定采用在驱动点施加速度载荷的方法来代替齿轮齿条啮合驱动。由于驱动点及支撑点的位置是不断变化的，因此文中利用ANSYS参数化语言中的DO循环语句及IF-ELSE语句编写了加载和求解程序，实现了复杂边界条件以及推焦阻力曲线的加载。
　　应用ANSYS/Structural模块，对推焦杆进行了模态分析。分析了推焦杆工作时存在的激励源并对激励源频率进行计算。分析激励源与推焦杆共振之间的关系。

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1 绪论

1.1 课题背景

1.2 推焦杆振动现象的研究现状

1.3 本文主要内容

2 炼焦工艺及设备概述

2.1 炼焦工艺及设备

2.2 炼焦的主要机械设备及其作用

2.3 JT-6-6型推焦机推焦装置技术参数及其工作过程概述

3 散体力学简介

3.1 散粒体及分类

3.2 连续介质的假定

3.3 侧压应力系数

3.4 储料库侧壁及底部压力

4 有限单元法及ANSYS软件简介

4.1 有限单元法简介

4.2 有限单元法特点及其应用

4.3 有限单元法的分析过程

4.4 ANSYS有限元软件介绍

4.5 ANSYS接触分析

4.6ANSYS动力学有限元求解原理

5 推焦阻力变化规律研究

5.1 推焦装置的结构及工作特点

5.2 推焦杆工作时的受力情况

5.3 推焦阻力的计算

5.4 推焦阻力曲线的确定

6 推焦杆在推焦阻力作用下的响应分析

6.1 推焦杆力学模型的简化

6.2 推焦杆的瞬态动力学分析

6.3 本章小结

7 激励源与推焦杆共振间的关系

7.1 模态分析理论

7.2 模态提取方法

7.3 推焦杆模型的建立

7.4 模态求解

7.5 振源分析

7.6 本章小结

结 论

参考文献

附录A 推焦杆瞬态动力学分析加载求解程序

在学研究成果

致谢