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传动滚筒结构优化及参数化设计研究

发布时间:2018-08-09 13:41
【摘要】:传动滚筒是带式输送机关键传动部件,其结构和性能对带式输送机的运行具有重要影响。在分析某轻型传动滚筒受力情况的基础上,利用有限元方法对其进行结构分析和优化,从而建立新型传动滚筒的结构形式。对传动滚筒的推广和应用具有重大意义。对传动滚筒进行力学分析,提出一种新的结构形式。对该新型传动滚筒应用试验设计优化模块进行多目标优化设计。在ANSYS中对新型传动滚筒进行瞬态动力学分析,得到多种工况下该传动滚筒最大等效应力云图、最大主应力时间历程。应用n Code Glyph Works雨流分析模块对传动滚筒时间历程曲线进行雨流计数,并对载荷谱外推和叠加。基于疲劳寿命预测的相关理论,采用Stress Life模块分析其疲劳寿命和疲劳敏感性,得到传动滚筒损伤直方图以及在过载和残余应力影响下传动滚筒最小疲劳寿命曲线图。研究结果表明:该传动滚筒力学性能良好,传动滚筒最小疲劳寿命约为783天,满足使用要求。过载和残余应力均对传动滚筒的疲劳寿命具有明显影响。采用VS2010结合Creo2.0的Pro Toolkit工具对该新型传动滚筒进行二次开发,得到一款交互性友好的参数化程序。改进后的传动滚筒滚筒最大应力减少了6.5%,质量减小了40%,节约了生产成本。该类型传动滚筒的改进具有一定的通用性,轻量化的分析及优化结果对传动滚筒的设计有一定的参考价值。
[Abstract]:The driving drum is the key part of belt conveyor. Its structure and performance have an important influence on the operation of belt conveyor. Based on the analysis of the force on a light-duty transmission drum, the structure of the roller is analyzed and optimized by using finite element method, and the structure of the new type transmission drum is established. It is of great significance to the popularization and application of transmission drum. The mechanical analysis of the transmission drum is carried out, and a new structural form is proposed. The multi-objective optimization design of the new transmission drum is carried out by using the test design optimization module. Based on the transient dynamic analysis of the new transmission drum in ANSYS, the maximum equivalent stress cloud diagram and the time history of the maximum principal stress are obtained under various working conditions. The n Code Glyph Works rain flow analysis module is used to count the time history curve of the transmission drum, and the load spectrum is extrapolated and superimposed. Based on the theory of fatigue life prediction, the fatigue life and fatigue sensitivity of transmission drum are analyzed by Stress Life module, and the damage histogram of transmission drum and the curve of minimum fatigue life of transmission drum under the influence of overload and residual stress are obtained. The results show that the driving drum has good mechanical properties and the minimum fatigue life is about 783 days. Both overload and residual stress have obvious influence on the fatigue life of transmission drum. The new transmission drum is redeveloped by VS2010 and Pro Toolkit tool of Creo2.0, and an interactive and friendly parameterized program is obtained. The maximum stress of the improved drive drum is reduced by 6.5 and the quality is reduced by 40 percent, thus saving the production cost. The improvement of this type of transmission drum has certain generality. The light weight analysis and optimization results have certain reference value for the design of transmission drum.
【学位授予单位】:华北理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH222

【参考文献】

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本文编号:2174249

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