H8800圆锥破碎机关键部件的有限元分析

论文摘要

圆锥破碎机是冶金、矿山等工业部门应用广泛的设备,随着国民经济的快速发展,每年都有大量的原材料需要进行破碎处理。H8800作为一种新型高效的液压圆锥破碎机,具有破碎比大、破碎效率高、处理量大、产品粒度均匀以及自动化程度高等优点,因此得到了广泛的应用。本文是以H8800圆锥破碎机为研究对象,通过大型有限元分析软件ANSYS对破碎机的主轴、动锥和动锥衬板进行有限元分析。针对鞍钢集团矿山公司在使用过程中出现的主要问题进行分析研究,保证H8800圆锥破碎机在工作过程中的安全性。由于破碎机的主轴、动锥和动锥衬板在工作过程中相互配合,因此本文将通过定义接触的方法来对部件进行有限元应力分析,其中,动锥衬板与矿石直接接触,对其施加正确的载荷尤为重要。首先,对关键部件进行有限元静力分析,得到了各部件的应力分布规律,通过分析结果找出应力较大的部位,验证其是否满足强度要求。然后,对关键部件进行模态分析,提取各部件前十阶模态,得到了前十阶模态的固有频率和相应的振型,要避免破碎机的工作频率与各部件的固有频率相接近,以免发生共振危害。最后,以动锥衬板上的最大应力值为目标函数对衬板进行尺寸优化,降低了衬板的工作强度,从而延长了使用寿命。通过对H8800圆锥破碎机的主轴、动锥和动锥衬板的有限元分析,得到了各部件在工作条件下的应力分布规律和固有频率及其振型,并且对动锥衬板的尺寸进行了优化,为破碎机的改进和完善提供了可靠的理论依据,具有一定的理论意义和实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的来源
• 1.2 课题的研究意义
• 1.3 国内外圆锥破碎机的研究现状
• 1.3.1 国外圆锥破碎机的研究现状
• 1.3.2 国内圆锥破碎机的研究现状
• 1.4 H8800圆锥破碎机的工作原理及结构特点
• 1.4.1 H8800圆锥破碎机的工作原理
• 1.4.2 H8800圆锥破碎机的特点
• 1.5 课题研究的工作流程图及主要内容
• 1.5.1 研究的主要内容
• 1.5.2 工作流程图
• 1.6 本章小结
• 第2章 有限元法的理论基础
• 2.1 有限元法的发展历史
• 2.2 有限元法的基本思想
• 2.3 有限元法的分析过程
• 2.4 ANSYS有限元软件简介
• 2.5 本章小结
• 第3章 H8800关键部件的静力有限元分析
• 3.1 H8800关键部件实体模型的建立
• 3.1.1 模型的简化原则
• 3.1.2 关键部件实体模型的建立
• 3.2 H8800关键部件有限元模型的建立
• 3.2.1 将实体模型导入ANSYS软件
• 3.2.2 定义单元属性
• 3.2.3 网格划分
• 3.3 约束与载荷的施加
• 3.3.1 约束的施加
• 3.3.2 单位破碎力的求解及加载
• 3.4 定义接触
• 3.4.1 接触问题的非线性
• 3.4.2 接触问题的分类
• 3.4.3 创建接触对
• 3.5 非线性有限元分析
• 3.5.1 主轴的计算结果及分析
• 3.5.2 动锥的计算结果及分析
• 3.5.3 动锥衬板的计算结果及分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 H8800关键部件的模态分析
• 4.1 模态分析概述
• 4.1.1 模态分析的概念及应用
• 4.1.2 模态分析的理论基础
• 4.2 ANSYS模态分析
• 4.2.1 模态分析的基本步骤
• 4.2.2 模态分析的提取方法
• 4.3 关键部件模态分析的有限元模型
• 4.4 加载求解
• 4.5 模态分析结果
• 4.5.1 主轴的模态分析结果
• 4.5.2 动锥的模态分析结果
• 4.5.3 动锥衬板的模态分析结果
• 4.6 本章小结
• 第5章 H8800动锥衬板的优化设计
• 5.1 优化设计概述
• 5.2 ANSYS优化设计
• 5.2.1 ANSYS优化设计的基本方法
• 5.2.2 ANSYS优化设计的基本步骤
• 5.3 生成动锥衬板优化的分析文件
• 5.3.1 确定目标函数及设计变量
• 5.3.2 参数化建模并加载
• 5.3.3 求解并提取最大应力值
• 5.4 动锥衬板的优化分析
• 5.4.1 进行对动锥衬板的优化
• 5.4.2 查看优化结果
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表学术论文