基于ANSYS的高温滚粒振动输送机强度分析

发布时间：2017-06-04 09:09

  本文关键词：基于ANSYS的高温滚粒振动输送机强度分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高温滚粒振动输送机是基于机械振动原理和传导换热理论研究开发,应用于钢厂炉渣输送的设备,其涉及振动和高温作业情况,属于高温振动机械。为提高其安全可靠性,有必要对振动输送机强度问题、动力学特性以及高温耐热性能进行分析,这对振动输送机设备的设计制造及应用有着重要的理论意义和实用价值。本文主要阐述了振动输送机的研究现状和发展动态,介绍了其结构特性和工作原理,采用ProE软件进行有限元模型建立和ANSYS APDL命令对整机系统进行仿真计算,分析了振动输送机的结构强度、稳态响应和热流固耦合强度,并对振动输送机节水方法进行了探索分析。在结构静力学方面,主要分析了振动输送机静止状态下的结构强度,其结果远小于材料的屈服强度,同时振动输送机相关结构件变形在弹性变形范围内。在结构动力学方面,模态分析得出了前8阶固有频率和扩展振型特征,验证了振动输送机在工作频率下可以安全避开共振区；稳态响应分析得出在正弦激励作用下振动输送机关键位置节点幅频响应和应力响应。同时,分析得到了振动输送机工作频率下局部关键结构件响应应力,满足使用安全性要求。在热流固耦合方面,主要分析了振动输送机的主要承载结构件振动水道板在温度载荷、压力载荷和结构载荷协同作用下的耦合强度问题。通过流体和传热分析,得出高温渣粒流、冷却水与振动水道板交界面的压强分布和振动水道板的温度分布,以及稳态降温时冷却水在振动水道板内的温度分布,以防止冷却水温升过高产生水蒸气。进而将振动水道板的温度场和与流体交界面压力场作为载荷传递到结构强度分析中,同时考虑结构载荷的影响,分析结果表明振动水道板耦合强度满足使用要求。在节水方面,通过分析不同流道结构对散热的影响,对振动水道板局部结构进行了改进；经分析可知,适当的调节流体进水口速度可以达到近似的降温效果,从而实现节水的目的。
【关键词】：振动输送机 静强度 动力学分析 热流固耦合分析 节水
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH234
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题来源及背景情况11-12
• 1.2 振动输送机的国内外研究现状与发展动态12-14
• 1.3 高温滚粒振动输送机工作过程简介14-16
• 1.4 选题依据16
• 1.5 课题理论意义与实际应用价值16-17
• 1.6 课题研究内容17-19
• 第2章 有限元模型建立19-29
• 2.1 高温滚粒振动输送机几何模型处理19-21
• 2.1.1 振动输送机结构分析19-20
• 2.1.2 有限元模型简化20-21
• 2.2 有限单元类型选择21
• 2.3 激振电机模拟21-25
• 2.3.1 激振电机选型21-24
• 2.3.2 激振力加载方法24-25
• 2.3.3 建立刚性区域25
• 2.4 减振支撑模拟25-26
• 2.5 振动输送机有限元模型26-27
• 2.6 本章小结27-29
• 第3章 振动输送机结构静力学分析29-39
• 3.1 振动输送机结构分析29-33
• 3.1.1 结构静力分析基础29-31
• 3.1.2 强度理论31-32
• 3.1.3 焊接残余应力分析32-33
• 3.2 振动输送机结构强度分析33-37
• 3.3 本章小结37-39
• 第4章 振动输送机模态分析和稳态响应39-51
• 4.1 振动输送机模态分析39-40
• 4.1.1 模态分析理论基础39-40
• 4.1.2 模态分析步骤和方法40
• 4.2 振动输送机模态结果分析40-42
• 4.3 谐响应分析概述42-45
• 4.3.1 谐响应分析基本理论与方法42-44
• 4.3.2 谐响应分析基本过程和相关参数确定44-45
• 4.4 振动输送机谐响应结果分析45-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第5章 振动水道板热-流-固耦合分析51-69
• 5.1 基础知识简介51-54
• 5.1.1 计算流体力学基础概述51-52
• 5.1.2 热分析基础概述52-54
• 5.2 振动水道板温度分布54-63
• 5.2.1 ICEM CFD有限元模型建立54-56
• 5.2.2 CFX分析预处理56-57
• 5.2.3 CFX温度场分析57-62
• 5.2.4 CFX流-固交界面压力场分析62-63
• 5.3 热-流-固耦合强度分析63-67
• 5.3.1 载荷传递64-65
• 5.3.2 耦合强度分析65-67
• 5.4 本章小结67-69
• 第6章 振动输送机节水方法探索69-75
• 6.1 水冷散热结构浅析69-70
• 6.2 振动水道板结构改进方法70
• 6.3 振动水道板结构改进与分析70-74
• 6.4 本章小结74-75
• 第7章 结论与展望75-77
• 7.1 结论75-76
• 7.2 展望76-77
• 参考文献77-81
• 致谢81

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