圆管带式输送机桁架梁结构力学性能分析

发布时间：2017-06-08 03:08

  本文关键词：圆管带式输送机桁架梁结构力学性能分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：圆管带式输送机作为一种环保型的连续输送设备，逐步引起国民经济各行各业的重视，越来越广泛的应用于港口、冶金、电力及石油化工等行业，用来输送煤、矿粉、硫铁矿渣等散体物料。机架作为圆管带式输送机中输送物料的主要支撑结构，其重量大约为整个系统重量的1/3~1/2，制造成本大约占整个系统的一半左右，圆管带式输送机桁架梁结构作为机架的主要组成部分，其制设计制造及性能将直接影响到圆管带式输送机的整机性能及制造成本。 本文针对圆管带式输送机桁架梁结构的特殊性，结合普通桁架结构的分析计算方法，通过有限元分析软件ANSYS对其结构进行分析。本文分析了圆管带式输送机桁架梁结构的载荷组合形式，并对其载荷进行理论计算，总结出桁架梁结构中各杆件的内力计算公式。本文对水平弯曲段桁架梁结构由于输送带张力而引起的横向力进行分析，得出横向力大小以及其对桁架梁结构的作用方式。 针对某项目中圆管带式输送机桁架梁结构中的典型的直线段和水平弯曲段进行有限元分析。利用APDL语言建立其有限元参数化模型，结合实际工况，对其进行静力学分析，校核该桁架梁结构的强度及刚度。 本文利用ANSYS软件对桁架梁结构进行动力学模态分析，获得其前六阶固有频率及振型。通过静力学分析结果发现桁架梁结构的刚度、强度有一定富余，有较大的优化空间，借助ANSYS软件的结构优化设计模块对组成桁架梁结构的等边角钢截面尺寸进行优化，使整个桁架梁结构的质量有一定下降，，在满足使用要求的前提下减轻了质量降低了成本。 本文的研究对于工程实际有一定的指导意义。
【关键词】：圆管带式输送机桁架梁 ANSYS 参数化 模态分析 优化设计
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH222
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 圆管带式输送机简介12-14
• 1.2.1 圆管带式输送机工作原理12
• 1.2.2 圆管带式输送机组成部分12-13
• 1.2.3 圆管带式输送机的特点13-14
• 1.3 机械装备金属结构14-15
• 1.3.1 机械装备金属结构概述14
• 1.3.2 机械装备金属结构的应用14-15
• 1.4 课题研究的意义及主要内容15-16
• 1.4.1 课题研究的意义15
• 1.4.2 本文研究的主要内容15-16
• 第二章 桁架梁结构设计及载荷分析与计算16-36
• 2.1 普通桁架的结构形式及设计方法16-19
• 2.1.1 桁架的特点及分类16-17
• 2.1.2 桁架的外形17
• 2.1.3 桁架中杆件的截面形式17-18
• 2.1.4 节点构造及设计要求18-19
• 2.1.5 弦杆的拼接19
• 2.2 圆管带式输送机桁架梁结构特点19-21
• 2.3 圆管带式输送机桁架梁结构载荷分析与计算21-26
• 2.3.1 桁架梁结构所受载荷类型分析21
• 2.3.2 常规载荷分析21-23
• 2.3.3 偶然载荷分析23-26
• 2.3.4 特殊载荷26
• 2.3.5 载荷组合26
• 2.4 圆管带式输送机桁架梁结构内力计算26-29
• 2.4.1 概述26-27
• 2.4.2 计算假设27
• 2.4.3 普通桁架梁结构实例分析27-29
• 2.5 圆管带式输送机桁架梁特殊性分析及校核计算29-33
• 2.5.1 水平布置无弯弧段29-30
• 2.5.2 水平布置有水平弯弧段30
• 2.5.3 水平布置有垂直弯弧段30-31
• 2.5.4 空间弯弧段31
• 2.5.5 倾斜段31
• 2.5.6 弯曲段桁架梁结构所受横向力载荷分析31-33
• 2.6 工程算例分析33-34
• 本章小结34-36
• 第三章 圆管带式输送机桁架梁结构有限元分析36-50
• 3.1 有限单元法及 ANSYS 软件简介36-44
• 3.1.1 弹性力学基础理论36-40
• 3.1.2 有限单元法简介40-43
• 3.1.3 ANSYS 软件介绍43-44
• 3.2 圆管带式输送机桁架梁结构有限元分析44-48
• 3.2.1 桁架梁结构性能参数44-45
• 3.2.2 桁架梁结构有限元模型的单元选择及网格划分45
• 3.2.3 边界条件及载荷处理45-46
• 3.2.4 桁架梁结构静力学分析46-48
• 本章小结48-50
• 第四章 圆管带式输送机桁架梁结构模态分析50-60
• 4.1 机械结构动态响应分析基本方法50-52
• 4.1.1 机械结构动力学模型分类50-51
• 4.1.2 机械结构动力学模型的建立方法51-52
• 4.2 振动模态分析的基本理论52-55
• 4.2.1 模态分析概论52
• 4.2.2 无阻尼系统时模态分析法52-55
• 4.3 圆管带式输送机桁架梁结构有限元模态分析55-59
• 本章小结59-60
• 第五章 圆管带式输送机桁架梁结构优化设计60-70
• 5.1 ANSYS 优化设计简介60-64
• 5.1.1 面向对象法基本思路60-61
• 5.1.2 ANSYS 优化程序的应用61-64
• 5.2 ANSYS 桁架结构的优化64-69
• 5.2.1 直线段桁架梁结构优化分析64-67
• 5.2.2 水平弯曲段桁架梁结构优化分析67-69
• 本章小结69-70
• 第六章 结论与展望70-72
• 6.1 结论70
• 6.2 展望70-72
• 参考文献72-75
• 致谢75-76
• 攻读硕士学位期间所发表的论文76-77

【参考文献】

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