基于有限元法的碟式分离机转鼓组件强度分析与评定

摘要

为满足高分离效率的要求，碟式分离机朝着高转速、大直径方向发展，因此对转鼓组件的强度要求也不断提高，这对转鼓组件的设计提出了更高的要求。现代设计理论和方法的发展为此提供了很好的理论基础，而计算机技术的飞速发展和广泛应用为此提供了强大的计算工具；如有限元法在工程实践中得到了越来越广泛的应用，并收到了良好的效果。利用有限元法研究转鼓组件的强度问题对缩短蝶式分离机的研发周期，降低研发成本具有重要意义。　　本文概述了分离机械的应用和发展现状，以及国内外蝶式分离机转鼓组件设计方法的研究趋势。建立了某型号分离机转鼓组件的三维模型，基于循环对称结构的有限元分析理论，应用有限元分析软件ABAQUS，采用基本扇区模型完成了蝶式分离机转鼓组件的有限元分析，并根据强度理论和行业强度评定方法，对转鼓组件进行了强度分析和评定。本文主要研究工作包括：　　1、利用Pro/e软件建立了转鼓组件的三维模型，对模型进行了简化处理，并选用扇区模型作为分析模型。　　2、根据分离机工况特点，将转鼓组件的强度分析分成转鼓装配件和活塞两部分的强度分析；确定了转鼓组件的边界条件和零件间相互作用情况；　　3、进行了转鼓组件的受力分析，确定了转鼓组件载荷分布情况及其计算公式，模拟分离机工作情况进行了有限元分析。　　4、根据有限元分析结果，利用有关强度理论，对转鼓组件各个零件进行了强度分析与评价。　　5、对比研究了转鼓组件在不同物料密度和不同转速情况下转鼓组件的应力变化情况，归纳了两种因素对转鼓组件强度的影响情况。　　6、总结了本文存在的不足，探讨本研究领域的一些研究方向。

目录

文摘

英文文摘

致谢

插图清单

表格清单

第一章 绪论

1.1 选题意义

1.2 碟式分离机的国内外发展现状

1.2.1 国外先进国家发展现状

1.2.1 国内发展现状

1.3 有限元方法及其在转鼓组件分析中的应用和发展现状

1.4 本文研究内容和技术路线

1.4.1 研究内容

1.4.2 技术路线

第二章 碟式分离机转鼓组件有限元分析的基本理论

2.1 空间问题的基本力学方程

2.2 循环对称结构的基本理论

2.3 离心式分离机的基本理论

2.3.1 液体静力学的基本方程

2.3.2 物料分离的理论基础

2.4 有限元分析软件简介

2.4.1 ABAQUS软件

2.4.2 HyperMesh软件

2.5 本章小结

第三章 转鼓组件应力分析的强度理论

3.1 材料发生破坏的强度理论

3.2 应力分析设计方法

3.2.1 应力分类

3.2.2 各类应力的确定

3.3 本章小结

第四章 转鼓组件的有限元分析

4.1 KYDH209型分离机的工作原理和转鼓组件主要性能参数

4.2 建立转鼓组件基本扇区的分析模型

4.3 载荷计算

4.4 定义边界条件和零件间相互作用

4.5 划分网格

4.6 本章小结

第五章 转鼓组件强度评定与分析

5.1 采用第三强度理论进行转鼓组件的强度分析

5.2 采用应力分析方法进行转鼓组件的强度评定

5.2.1 应力分析方法的强度条件与原则

5.2.2 转鼓组件的强度评定

5.3 影响转鼓组件强度的因素分析

5.3.1 分离介质对转鼓组件强度的影响探讨

5.3.2 碟式分机转速对转鼓组件强度的影响探讨

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 本文不足与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文