非均匀受力段输送带应力分布差分计算方法的研究

发布时间：2017-09-14 07:35

  本文关键词：非均匀受力段输送带应力分布差分计算方法的研究

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【摘要】：输送带是带式输送机的重要部件,其成本占整个输送机设备投资的1/3以上。输送带在整个输送过程中产生弯曲变形,尤其在过渡段、凸弧段、凹弧段、水平转弯段和翻转段等非均匀变形段变形更为剧烈,输送带的不均匀变形使输送带在宽度方向的张力重新分布,很容易产生输送带边缘的撕裂和输送带中部褶皱等现象。对输送带过渡段,弯曲段和水平转弯段进行分析,得到输送带在带宽方向上的张力分布情况,进而为合理选择输送带,降低输送带安全系数,降低输送机的设计成本,减少能源消耗具有重要意义。 分析输送带非均匀受力段横截面内张力分布时,将托辊间的输送带简化为受纵横载荷共同作用的正交异性矩形薄板。为简化分析沿槽形带各平面的交线将输送带分成三部分,假设槽形带的各平面的交线在横截面上不运动,因此将该交线看成两个薄板的固定边界；输送带的边缘没有约束,是自由边界；输送带在托辊支撑处没有位移,不受弯矩的作用,可以看成铰接边界。影响输送带横截面上张力分布的主要因素有输送带初张力引起的应力、由于几何形状附加变形产生的附加应力和输送带在重力作用下弯曲下垂引起的应力。输送带弯曲变形最大挠度与输送带的厚度相差不大,计算时应用板壳力学的大挠度变形理论分析输送带非均匀变形段下垂弯曲的应力。利用差分法求解输送带单元弯曲变形微分方程,将托辊间的输送带划分成合适的正方形网格,将连续的方程离散化得到微分方程的数值解。 输送带张力在过渡段呈槽形分布,输送带张力在两侧托辊上呈微凹形分布,在中间托辊上呈微凸弧分布,分别在中间托辊两端输送带张力取得最小值,比平均张力减小了22.1%；在输送带边缘取得最大张力值,比平均张力增大了51.1%。在凹弧段,张力在输送带在中间托辊处取得最大值,比平均张力增大了34%。在输送带边缘取得张力最小值,比平均张力减小了58.5%。凸弧段正好相反,在边缘处取得张力最大值,比平均张力增大了16.2%；在中间托辊处取得最小值,比平均张力减小了25.3%。在水平转弯时输送带弯曲的内边缘取得最小值,比平均张力减小了13.5%；外边缘取得张力最大值,比平均张力增大了21.3%。
【关键词】：非均匀受力段 钢丝绳芯输送带 差分法 张力分布
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH222
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景及意义10-13
• 1.1.1 课题研究背景10-12
• 1.1.2 课题研究意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.2.1 国外研究现状13-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.3 主要研究内容及研究方法15-16
• 第2章 非均匀受力段的数学模型与求解方法16-40
• 2.1 钢丝绳芯输送带16-17
• 2.1.1 钢丝绳芯输送带的特点16-17
• 2.1.2 输送带强度的影响因素17
• 2.2 输送带变形分析17-24
• 2.2.1 输送带重力引起弯曲垂度变形19
• 2.2.2 输送带弯曲微分方程19-24
• 2.3 输送带刚度分析24-25
• 2.4 有限差分法25-31
• 2.4.1 有限差分解法25-26
• 2.4.2 输送带挠度模型的差分方程26-28
• 2.4.3 差分方程计算的边界条件28-31
• 2.5 输送带弯曲差分方程的计算分析31-37
• 2.6 误差分析37-40
• 第3章 过渡段输送带的应力分析40-50
• 3.1 过渡段的几何分析40-45
• 3.1.1 滚筒不抬高输送带过渡段分析41-43
• 3.1.2 滚筒抬高输送带过渡段分析43-45
• 3.2 过渡段输送带的应力分析45-46
• 3.3 不同过渡段长度输送带的应力分析46-47
• 3.4 不同托辊槽角输送带的应力分析47-48
• 3.5 滚筒抬高输送带应力分析48-50
• 第4章 弯曲段输送带的应力分析50-62
• 4.1 凹曲线段输送带的几何分析50-53
• 4.1.1 凹曲线段转弯的限制条件50-51
• 4.1.2 保证输送带边缘张力的条件51-53
• 4.2 凹曲线段输送带的应力分析53-54
• 4.3 不同弯曲半径输送带的应力分析54-55
• 4.4 不同托辊槽角输送带的应力分析55-56
• 4.5 凸曲线段输送带的几何分析56-58
• 4.5.1 凸曲线段转弯的限制条件56
• 4.5.2 保证输送带边缘张力的条件56-58
• 4.6 凸弧曲线段输送带的应力分布58-59
• 4.7 不同弯曲半径输送带的应力分析59-60
• 4.8 不同托辊槽角输送带的应力分析60-62
• 第5章 水平面内转弯输送带的应力分析62-72
• 5.1 平面转弯带式输送机62-65
• 5.1.1 平面转弯带式输送机的工作原理和特点62-63
• 5.1.2 影响带式输送机平面弯曲运行的因素63-64
• 5.1.3 水平转弯弯曲半径分析64-65
• 5.2 水平弯曲段输送带的几何分析65-67
• 5.3 水平弯曲段输送带应力分析67-69
• 5.4 不同的托辊槽角输送带的应力分析69
• 5.5 不同的转弯半径输送带的应力分析69-72
• 第6章 结论72-74
• 参考文献74-78
• 致谢78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：848738