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基于有限元法的钢丝绳芯输送带接头的研究

作　者: 李晓森
导　师: 宋伟刚
学　校: 东北大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 钢丝绳芯输送带 接头 有限元 参数化设计
分类号: TH222
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 98次
引　用: 1次
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内容摘要


带式输送机是最重要的现代散状物料输送设备。带式输送机的输送带是输送机的重要部件,在输送机中输送带的成本占整个设备投资的30%-50%。因为受到装载与运输的限制,输送带是由许多部分通过硫化处理连接而成的,每条输送带至少有一个或多个接头。输送带的接头是整个输送带中的薄弱的地方,接头的强度要低于输送带的额定强度。因为停滞带来的相关损失经常超过单纯安装接头的所用的花费,所以对输送带接头的结构进行分析有着十分重要的意义。首先选取ST1250型输送带的接头形式,利用有限元软件ANSYS建立所需的模型。在模型的建立上,用了自上而下的建模方式。在橡胶单元的处理上,选择2参数的Mooney-Rivlin模型,因为该模型在伸长量小于100%时与实验数据符合的很好。通过对所建模型的分析,得出了钢丝绳间要有足够的宽度,以改善橡胶的受力情况。而对于强度较高的输送带,因为钢丝绳密度的增加,只有通过增加阶数的办法来实现这一要求。对于三阶接头,为了减少计算时间,改用自下而上的方式建立平面模型。并且利用ANSYS的APDL参数化设计语言编制出了适合本课题需要的程序,以方便在不同类型和参数条件下对其进行分析。在对接头的对接面和其长度的分析中,发现橡胶内的应力随着这两者长度的增加而降低。但受到钢丝绳破断力的制约,为了避免浪费,接头的长度又不能很长。在对不同的搭接方式的分析中,213型接头其应力的最大值小于其他的搭接方式,采用213型的排列方式将有助于提高接头的承载能力。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章 绪论  11-17
  1.1 课题背景及研究意义  11-13
    1.1.1 课题背景  11-12
    1.1.2 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 研究内容及研究方法  15-17
第2章 钢丝绳芯输送带的连接  17-26
  2.1 输送带的结构  17-18
  2.2 输送带的连接方式  18
  2.3 钢丝绳芯输送带接头的设计类型  18-22
    2.3.1 钢丝绳的接头  18-19
    2.3.2 接头的分类  19-21
    2.3.3 接头内各部分参数的定义  21-22
  2.4 钢丝绳芯输送带接头中力的传递形式  22-23
  2.5 对接头分析时使用的方法  23-26
    2.5.1 有限单元分析法  23-24
    2.5.2 有限元分析软件ANSYS  24-26
第3章 影响接头阶数划分因素的分析  26-49
  3.1 橡胶材料的在ANSYS中的实现  26-30
    3.1.1 橡胶材料的特性  26-27
    3.1.2 ANSYS中超弹单元  27-30
    3.1.3 橡胶模型的选取  30
  3.2 模型的建立  30-40
    3.2.1 实体模型的建立  31-32
    3.2.2 单元的选择  32-36
    3.2.3 划分网格  36-39
    3.2.4 载荷的施加  39-40
  3.3 求解及后处理  40-43
    3.3.1 分析类型和选项  40-41
    3.3.2 后处理及结果  41-43
  3.4 结果数据与分析  43-47
    3.4.1 结果正确性判定  43-44
    3.4.2 不同载荷下的应力值  44-46
    3.4.3 不同直径下的应力值  46-47
  3.5 接头阶数的划分  47-49
第4章 输送带三阶接头参数化程序的设计  49-56
  4.1 参数化程序设计的目的  49-50
  4.2 ANSYS的参数化设计语言APDL  50-51
  4.3 利用APDL进行程序的开发  51-53
    4.3.1 程序实现的功能  51
    4.3.2 程序开发使用的方法  51-53
    4.3.3 单元的选择  53
  4.4 程序的运行  53-56
第5章 输送带接头三阶连接形式的分析  56-63
  5.1 接头三阶连接中的123形式  56-57
    5.1.1 模型的建立  56-57
    5.1.2 加载和结果  57
  5.2 影响接头强度的其他因素  57-61
    5.2.1 对接面距离  57-59
    5.2.2 接头的长度  59-61
  5.3 接头其他三阶连接形式  61-63
第6章 结论  63-64
参考文献  64-67
致谢  67

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 起重机械与运输机械 > 运输机械 > 皮带输送机
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