稀土萃取生产线槽架优化设计研究
发布时间：2021-04-30 09:05
槽架是稀土萃取生产线的主要部件之一,其结构性能直接影响稀土萃取溶液的混合及澄清效果,从而对稀土萃取效率产生重要影响。实践表明,传统方法设计的槽架存在变形严重和振动剧烈的问题,因此对槽架进行优化设计研究以各方面提升槽架性能,对保证整个稀土萃取生产线的正常运行具有重要的意义。本文主要内容:以150L稀土萃取生产线槽架及传动机构为研究对象,对槽架及传动机构传统方法的设计过程进行分析研究,分析了槽架设计中存在的问题,论证了引入有限元优化设计思想的必要性,得到了槽架与传动机构的整体模型,为后面的有限元分析做准备。基于HyperWorks对槽架进行了应力应变分析,得到其等效应力应变云图,结果表明槽架的最大等效应力为245.9MPa,大于槽架的许用应力值156.7MPa,又由等效应变云图得到槽架最大等效应变为32.41mm,属于较大变形。由此可得槽架的应力应变过大,需进行拓扑优化以降低槽架的变形和应力。槽架主要受静力作用,所受动载荷极小,且电机运行也相对平稳,但有实践经验表明槽架存在振动的问题,由此判定槽架有可能存在共振的问题。利用Hyper Works对槽架进行前六阶模态分析,得到了槽架前六阶固有...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 稀土萃取生产线研究现状
1.2.2 拓扑优化研究现状
1.3 结构优化设计概述
1.3.1 产品设计流程概述
1.3.2 优化驱动的产品设计过程
1.3.3 结构优化设计
1.4 拓扑优化概述
1.4.1 拓扑优化方法
1.5 本文主要研究内容
第二章 150L稀土萃取生产线机槽架与传动机构结构设计
2.1 槽架与传动机构设计参数
2.2 槽架与传动机构整体方案确定
2.3 槽架设计
2.3.1 槽架整体设计
2.3.2 槽架各部件设计与分析
2.4 稀土萃取生产线传动机构设计
2.4.1 150L稀土萃取生产线传动机构传动方案选择
2.4.2 传动机构各部件设计
2.5 虚拟样机模型
2.6 本章工作小结
第三章 150L稀土萃取生产线槽架线性分析
3.1 槽架有限元前处理
3.1.1 模型中面抽取及几何拓扑修复
3.1.2 单元材料属性
3.2 工况条件的确定
3.3 静力学分析
3.3.1 理论求解
3.3.2 静力学分析及结果
3.4 模态分析及结果
3.4.1 模态分析理论
3.4.2 模态分析结果及评价
3.5 本章工作小结
第四章 连续体结构拓扑优化理论
4.1 拓扑优化理论
4.2 固体各向同性材料插值模型
4.2.1 固体各向同性材料插值模型
4.2.2 150L稀土萃取生产线槽架SIMP模型
4.3 基于SIMP模型的优化准则法
4.3.1 基于SIMP方法的最小柔度拓扑优化问题
4.3.2 基于SIMP理论的优化准则法迭代分析流程
4.4 本章小结
第五章 基于拓扑优化设计的稀土萃取槽架
5.1 SIMP优化模型
5.2 拓扑优化工况选定
5.3 拓扑优化结果
5.4 结构灵敏度分析
5.4.1 静态灵敏度分析
5.4.2 灵敏度分析结果
5.5 优化结果分析
5.6 本章工作小结
第六章 基于形状优化的槽架
6.1 拓扑优化构型的形状优化
6.2 基于Hyper Morph的网格节点预定义
6.3 形状优化结果
6.4 本章工作小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈中国稀土现状[J]. 温茹. 科技创新与应用. 2015(27)
[2]稀土元素在钢中作用机理与研究现状[J]. 富晓阳,杨吉春,赵莉萍,李明冬. 湖南有色金属. 2015(01)
[3]稀土萃取混合室进料口压力仿真[J]. 逄启寿,徐永谦. 稀土. 2014(02)
[4]轿车白车身模态分析[J]. 马骊凕,朱智民,安占飞,李伟光,姚宾. 振动与冲击. 2013(21)
[5]双层桨搅拌槽内流场的数值模拟[J]. 逄启寿,王福辉,周雄军. 湿法冶金. 2013(06)
[6]稀土萃取三层搅拌桨不同插入深度对搅拌的影响[J]. 逄启寿,曾文星. 湿法冶金. 2013(01)
[7]萃取混合澄清槽混合过程的数值模拟[J]. 逄启寿,谢明春. 有色金属(冶炼部分). 2012(06)
[8]运用拓扑优化的结构损伤定位[J]. 茅志颖,陈国平,张保强. 振动.测试与诊断. 2012(01)
[9]导架爬升式升降工作平台标准节吊具的设计及其结构静力分析[J]. 张珂,龙彦泽,陈建平,王占海,黄小征. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2011(06)
[10]大客车车身骨架结构动应力仿真计算[J]. 石琴,王涛,张代胜,李宏玲. 汽车工程. 2011(05)
硕士论文
[1]我国稀土产业缺失定价权的集体行动理论分析[D]. 左胤武.南京师范大学 2014
本文编号：3169237
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 稀土萃取生产线研究现状
1.2.2 拓扑优化研究现状
1.3 结构优化设计概述
1.3.1 产品设计流程概述
1.3.2 优化驱动的产品设计过程
1.3.3 结构优化设计
1.4 拓扑优化概述
1.4.1 拓扑优化方法
1.5 本文主要研究内容
第二章 150L稀土萃取生产线机槽架与传动机构结构设计
2.1 槽架与传动机构设计参数
2.2 槽架与传动机构整体方案确定
2.3 槽架设计
2.3.1 槽架整体设计
2.3.2 槽架各部件设计与分析
2.4 稀土萃取生产线传动机构设计
2.4.1 150L稀土萃取生产线传动机构传动方案选择
2.4.2 传动机构各部件设计
2.5 虚拟样机模型
2.6 本章工作小结
第三章 150L稀土萃取生产线槽架线性分析
3.1 槽架有限元前处理
3.1.1 模型中面抽取及几何拓扑修复
3.1.2 单元材料属性
3.2 工况条件的确定
3.3 静力学分析
3.3.1 理论求解
3.3.2 静力学分析及结果
3.4 模态分析及结果
3.4.1 模态分析理论
3.4.2 模态分析结果及评价
3.5 本章工作小结
第四章 连续体结构拓扑优化理论
4.1 拓扑优化理论
4.2 固体各向同性材料插值模型
4.2.1 固体各向同性材料插值模型
4.2.2 150L稀土萃取生产线槽架SIMP模型
4.3 基于SIMP模型的优化准则法
4.3.1 基于SIMP方法的最小柔度拓扑优化问题
4.3.2 基于SIMP理论的优化准则法迭代分析流程
4.4 本章小结
第五章 基于拓扑优化设计的稀土萃取槽架
5.1 SIMP优化模型
5.2 拓扑优化工况选定
5.3 拓扑优化结果
5.4 结构灵敏度分析
5.4.1 静态灵敏度分析
5.4.2 灵敏度分析结果
5.5 优化结果分析
5.6 本章工作小结
第六章 基于形状优化的槽架
6.1 拓扑优化构型的形状优化
6.2 基于Hyper Morph的网格节点预定义
6.3 形状优化结果
6.4 本章工作小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈中国稀土现状[J]. 温茹. 科技创新与应用. 2015(27)
[2]稀土元素在钢中作用机理与研究现状[J]. 富晓阳,杨吉春,赵莉萍,李明冬. 湖南有色金属. 2015(01)
[3]稀土萃取混合室进料口压力仿真[J]. 逄启寿,徐永谦. 稀土. 2014(02)
[4]轿车白车身模态分析[J]. 马骊凕,朱智民,安占飞,李伟光,姚宾. 振动与冲击. 2013(21)
[5]双层桨搅拌槽内流场的数值模拟[J]. 逄启寿,王福辉,周雄军. 湿法冶金. 2013(06)
[6]稀土萃取三层搅拌桨不同插入深度对搅拌的影响[J]. 逄启寿,曾文星. 湿法冶金. 2013(01)
[7]萃取混合澄清槽混合过程的数值模拟[J]. 逄启寿,谢明春. 有色金属(冶炼部分). 2012(06)
[8]运用拓扑优化的结构损伤定位[J]. 茅志颖,陈国平,张保强. 振动.测试与诊断. 2012(01)
[9]导架爬升式升降工作平台标准节吊具的设计及其结构静力分析[J]. 张珂,龙彦泽,陈建平,王占海,黄小征. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2011(06)
[10]大客车车身骨架结构动应力仿真计算[J]. 石琴,王涛,张代胜,李宏玲. 汽车工程. 2011(05)
硕士论文
[1]我国稀土产业缺失定价权的集体行动理论分析[D]. 左胤武.南京师范大学 2014
本文编号：3169237
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3169237.html
