摩天輪的三維建模和有限元分析邊界設(shè)定

2016-08-24 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

本研究三維建模采用Pro/E三維建模軟件,對(duì)于多繩摩擦提升機(jī)天輪襯墊的三維實(shí)體建模,主要利用拉伸、裝配等操作建立零部件的實(shí)體模型。在實(shí)際情況下為了方便安裝天輪襯墊,將天輪襯墊分為相互對(duì)稱的兩部分。根據(jù)煤礦安全規(guī)程與實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)綜合參考,天輪襯墊槽底磨損1/2時(shí)需要更換天輪襯墊。因此以天輪襯墊磨損1/2為界對(duì)其進(jìn)行分析。全新、磨損1/5、磨損1/3這三部分為正常磨損范圍,磨損1/2和磨損2/3為故障范圍。

在Pro/E的草繪模式下,根據(jù)多繩摩擦提升機(jī)天輪襯墊的實(shí)際尺寸進(jìn)行草繪,天輪襯墊的長為100mm,寬為90mm,高為60mm,襯墊槽圓弧的直徑為34.5mm,全新的天輪襯墊槽圓弧頂部到襯墊邊緣的距離為31mm,如圖1所示,分別為全新、磨損1/5、磨損1/3、磨損1/2和磨損2/3的襯墊的三維模型。

在ANSYS有限元分析中利用前處理器定義天輪幾何模型的單元類型為8節(jié)點(diǎn)體單元SOLID45單元,所以不需要設(shè)置其厚度實(shí)常數(shù)。根據(jù)天輪襯墊的特點(diǎn),采用自由網(wǎng)格劃分,此網(wǎng)格形式對(duì)單元形狀無限制。

根據(jù)對(duì)天輪襯墊工作情況的分析,由于受到鋼絲繩與天輪的約束,可以看出天輪襯墊僅能在縱向方向運(yùn)動(dòng),在橫向方向存在約束。首先是天輪對(duì)其的約束,約束天輪襯墊的兩個(gè)端面,約束的是Z方向上的運(yùn)動(dòng),再次相鄰襯墊對(duì)其的約束,約束襯墊的另外兩個(gè)端面,約束的是X方向上的運(yùn)動(dòng),最后為鋼絲繩對(duì)其的約束,約束底面,底面是全約束。

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