锤式破碎机装机功率仿真及结构分析

论文摘要

锤式破碎机是一种高效且被广泛应用的破碎工具,但目前国内对锤式破碎机的研究还不够,如装机功率的确定,关键零部件尺寸的确定等,目前国内工厂主要通过理论计算及比对国外破碎机来确定装机功率和主要零部件尺寸,缺少相关的理论研究。本文利用机械系统动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对PCM160、PCM250及PCM400三种型号锤式破碎机的装机功率进行了仿真分析,研究了锤式破碎机的空载启动功率,以及工况下功率消耗。利用LS-DYNA的无网格算法,建立了煤岩的SPH粒子模型,并对其破碎过程及能量消耗进行了研究分析。通过对锤式破碎机的装机功率研究,发现影响装机功率的主要因素为通过能力和破碎机转动惯量,建立了装机功率与通过能力和转动惯量的关系式。由于锤式破碎机工作过程受力状况复杂,在对其进行结构分析时很难确定受力状态,因此本文利用ADAMS和ANSYS软件建立了锤式破碎机联合分析平台,利用柔性体进行数据交换,在ANSYS中加载ADAMS仿真结果进行应力分析,对其关键零部件受力状态进行了分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1-1 课题的研究背景及意义
• 1-2 国内外研究概况
• 1-2-1 锤式破碎机的研发和改进
• 1-2-2 锤式破碎机主要技术参数的选取
• 1-2-3 破碎机主体在工作过程中的受力、碰撞位置及失效等研究
• 1-2-4 破碎性能的研究
• 1-3 煤物理性能及冲击破煤机理
• 1-3-1 研究破碎介质的必要性
• 1-3-2 煤的物理性能
• 1-3-3 冲击破煤机理
• 1-3-4 冲击荷载作用下岩石破裂的耗能规律
• 1-4 课题研究的主要内容及论文结构
• 1-4-1 课题研究的主要内容
• 1-4-2 论文结构
• 第二章 机械系统动力学及有限元软件介绍
• 2-1 机械系统动力学分析软件ADAMS 简介
• 2-1-1 机械系统动力学分析与仿真
• 2-1-2 ADAMS 简介
• 2-1-3 ADAMS 的计算分析过程综述
• 2-1-4 ADAMS 的计算分析方法
• 2-1-5 ADAMS 初始条件设置
• 2-2 有限元软件ANSYS
• 2-2-1 ANSYS 概述
• 2-2-2 ANSYS 分析类型
• 2-3 有限元软件ANSYS/LS-DYNA 及SPH 无网格方法
• 2-3-1 ANSYS/LS-DYNA 概述
• 2-3-2 LS-DYNA 分析类型
• 2-3-3 SPH 无网格方法
• 2-3-4 SPH 基本理论
• 2-3-5 LS-DYNA 中的SPH 算法
• 2-4 本章小结
• 第三章 功率仿真模型的构建
• 3-1 ADAMS 仿真模型
• 3-1-1 关键零部件建模及装配
• 3-1-2 ADAMS 碰撞模型
• 3-1-3 碰撞参数设置
• 3-2 ANSYS/LS-DYNA 仿真模型
• 3-2-1 ANSYS/LS-DYNA 碰撞原理
• 3-2-2 仿真分析模型
• 3-3 本章小结
• 第四章 装机功率仿真
• 4-1 空载启动功率
• 4-1-1 空载启动功率仿真
• 4-2 锤头与煤岩碰撞过程功率损耗
• 4-2-1 PCM160 破碎机仿真结果
• 4-2-2 PCM250 破碎机仿真结果
• 4-2-3 PCM400 破碎机仿真结果
• 4-3 煤岩断裂破碎过程能量消耗
• 4-3-1 数值分析
• 4-4 本章小结
• 第五章 基于 ANSYS 的 APDL 参数化建模和结构分析
• 5-1 ANSYS 参数化建模
• 5-1-1 关键参数确定
• 5-1-2 构建模型
• 5-1-3 模型网格化
• 5-2 关键零部件结构分析
• 5-2-1 载荷类型分析
• 5-2-2 ANSYS 中锤头柔性体的创建
• 5-2-3 在ADAMS/View 中使用柔性体
• 5-2-4 输出lod 文件
• 5-2-5 瞬态动力学求解
• 5-2-6 有限元计算与结果分析
• 5-3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6-1 主要结论
• 6-2 未来展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果
• 发表论文
• 参与的科研项目