筒体和滚圈有限单元法的计算

筒体和滚圈有限单元法的计算

　　国内某院校对宝钢二次圆筒混合机筒体和滚圈进行了有限单元法强度刚度分析和结构优化。强度刚度分析应用的是 程序，采用三维块单元方案，节点总数为1060个，单元总数为240 个，求得了筒体和滚圈的应力分布和变形情况。结构优化是把筒体和滚圈分别作为薄壁圆筒梁和圆筒壳两种力学模型，锤破机以应力、位移及长度尺寸为约束条件，各筒节及滚圈厚度尺寸为参变量，以重量最小为目标函数，通过多次迭代，提出了各筒节和滚圈的优化厚度值，并取得了使重量减小约 的效果。

　　有限单元法强度刚度分析和结构优化的结果表明：

　　（1）前述的滚圈强度解析计算法是一种比较准确可信的方法，与有限元法计算结果吻合较好；而筒体强度解析计算法和有限元法计算所得结果却有较大差异，解析法因模型过于简化。结果不能真实反映应力分布，但在托轮支承处和跨度中部出现较大应力这一点，颚破价格两者结论相同，且解析法应力值偏大，作为强度校核，解析法仍有一定参考价值。

　　（2）宝钢二次混合机筒体和滚圈的应力、变形均较小。在两端部区域、支承点和跨度中部应力达到较大值20mpa，但最大不超过2mpa ，结构的扭转应力不超过。最大位移出现在两端头，其值不超过1.5mm ，其余绝大多数位置的变形量均在1mm 以下，齿圈中位移不超过0.5mm 。所以无论强度，还是刚度都很富裕。

　　（3）整个筒体装置刚度主要取决于滚圈刚度，在滚圈尺寸不变的前提下，颚式破碎机适当减薄其余筒节的壁厚对应力和变形均影响不大，但如果滚圈减薄，刚性降低，即使其它部位尺寸不变或稍有增加，应力和变形仍会有明显增加，所以减小滚圈刚度须十分慎重，而在保证刚度前提下，改变滚圈截面结构形式和制造工艺则是可行的。