利用ANSYS软件对采煤机截割部行星架进行应力分析.pdf

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利用ANSYS软件对采煤机截割部行星架进行应力分析李锋1有限元计算软件ANSYS的介绍2行星架的有限元分析StressAnalysisofPressureContainwithANSYSSSoftware本文用大型有限元程序ANSYS软件对行星架建立力学模型，对其金属结构的静态力学性能进行分析，以期找出结构设计的不足之处并最终加以改进。文章分析的行星架，其主要为整体结构，结构形式，见图l。ANSYS软件是融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件，是典型的CAE(ComputerEngineering)软件。其前处理器(pre—processor)能够建立被分析对象的几何模型，并进行有限元网格自动划分以及各种材料属性和求解单元的设置；强大的求解器(solution)可对各种加载进行分步求解；功能丰富的后处理器(generalpostproe)提供了对结果进行有效分析的工具。大大地简化了设计人员在有限元分析完成后的数据处理和结果分析，缩短了设计周期。本文利用有限元分析软件ANSYS对行星架进行应力分析。载荷分析2．1．1基本载荷基本载荷是指始终或经常作用在行星架结构上的载荷，包括自重载荷、惯性水平载荷，以及考虑动载系数与相应静载荷相乘的动载效应。附加载荷附加载荷是指行星架在正常工作状态下结构所受到的非经常性作用的载荷。包括行星架工作状态忌第124期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2010．02．009(内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古包头014010)摘要：利用ANSYS有限元软件对行星架进行应力分析，获得了行星架的应力分布图。经分析发现，AN·SYS软件分析的结果与真实情况基本一致。整个建模、分析过程充分说明ANSYS软件为行星架的结构设计提供了可靠、高效的理论依据。关键词：行星架；ANSYS；有限元；应力分析中图分类号：TP317文献标识码：A文章编号：1005-2798(2010)02．0026．03LIFeng(Mechanical014010，China)gotten．Throughanalysisacceptable，and图1实体模型收稿日期：2009-06．10作者简介：李锋(1959一)，男，内蒙古呼和浩特人，副教授，从事教学和科研工作。Mongolia，Baotou26Aid2．12．1．2EngineeringUSTInnerAbstract：ThestaticforceimpactionpressurecontainANSYSsoftwareanalysedandthedistributiondraftsthemtheoriesanalysis，theresultfinite—elementisprovedbeitprovidessupporttodaygmachineoptimizedesign．Keywords：pressurecontain；ANSYS；finiteelementanalysis；stressWflSstressweretoa·
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[盯]=127种¨。3]：①利用ANSYS软件本身的建模功能，在是自顶而下的实体建模的方法，基于壳体的几何轴下煤壁作用在结构上的最大载荷、行星架偏斜运行侧向力，以及根据实际情况决定而考虑的温度载荷、及某些工艺载荷等。在采煤机摇臂割煤的过程中，滚筒与煤壁相接触，承受煤壁所给它的力，把此力直接传到行星架上，由于煤层的硬度不同和截割速度不同，所以行星架所受的最大载荷是变化的。滚筒的偏斜角和在截割过程中所产生的温度也不同程度上影响了行星架所受的最大载荷。2．1．3特殊栽荷特殊载荷是指行星架处于非工作状态时，结构可能受到的最大载荷或者在工作状态下结构偶然受到的不利载荷。这里都不予考虑。2．2行星架模型创建本次作为分析对象的行星架总长L，=550筒体内径d，=215mm，壁厚占=80mm，输出端内径him，材料为45。钢，弹性模量E=2．6×1011Pa，泊松比p=0．3，矿。=883MPa，设计许用应力MPa。具体的实体模型生成方法有2ANSYS工作环境中直接创建实体模型。在这方面，ANSYS软件提供了非常方便的菜单功能，即只需用鼠标单击菜单中的选项，就能调出所需要的命令，并且能从图形窗口直接观察创建实体的建模效果。这种方法建立的模型往往是比较简单，且实体形状较为规则。②若形状为比较复杂的曲面模型，结构模型可以通过ANSYS的实体模型导入接口传入模型。ANSYS设置了与多种CAD、CAM、CAE软件的数据传输接口，如PRO／E、CATIA、UG等，通过这个接口，可以把其他造型软件开发的较为复杂的实体模型直接传人ANSYS中(从协同工作的角度来看，这样的接口也为产品设计开发过程中引入并行工程、逆向工