下面介紹一下臥螺離心機轉(zhuǎn)鼓的應(yīng)力應(yīng)變有限元仿真分析大家可以做個參考
visualNastran具有高度自動化的有限元分析功能,它完全是一種分析工具,它完全在具體的分析中自動應(yīng)用有限元理論。它根據(jù)工程實際,在進行有限元分析之前,對模型進行處理,生成仿真模型、確定模型有限分析的輸入?yún)?shù)(如載荷、約束、質(zhì)量參數(shù)等),此后,系統(tǒng)調(diào)用MSC/NASTRAN執(zhí)行有限元分析。并使有限元分析結(jié)果可視化,使用彩色等高線云圖等方式,顯示應(yīng)力、變形等的數(shù)值等。云圖中紅色越深表示應(yīng)力或變形越大,顏色越藍表示應(yīng)力或變形越小,綠顏色表示應(yīng)力或變形為中值,可以非常直觀地了解模型的應(yīng)力與變形情況,并可據(jù)此確定模型的危險部位和應(yīng)力集中部位,從而容易實現(xiàn)模型的修改。污泥脫水機 固液分離設(shè)備
1.2 有限元仿真步驟
(1)對實體建立虛擬樣機模型。
(2)對模型添加材料和進行網(wǎng)格劃分。
(3)對模型添加約束和載荷。
(4)對模型進行有限元應(yīng)力與變形分析。
(5)對分析結(jié)果進行后處理,考察在各種工況下結(jié)構(gòu)能否滿足應(yīng)力和應(yīng)變要求。
應(yīng)力與變形分析中對模型有如下四項假定:
(1)模型的應(yīng)力、應(yīng)變或變形等相對于所施加的載荷表現(xiàn)為線性的,且載荷撤銷后模型完全恢復(fù)原狀。
(2)所施加的是靜載荷,載荷既不能移動,也不會隨時間而變化,并且載荷是非常緩慢地施加于模型上的,以至于不會引起模型產(chǎn)生明顯的加速度。
(3)線彈性材料,這樣模型的應(yīng)力就直接與應(yīng)變和載荷成正比。
(4)模型的變形小。這個變形是指模型在已確定的載荷和約束條件下,所產(chǎn)生的變形相對于模型的結(jié)構(gòu)尺寸而言是很小的。
2 轉(zhuǎn)鼓的有限元仿真
2.1 轉(zhuǎn)鼓虛擬樣機模型
轉(zhuǎn)鼓主要包括轉(zhuǎn)鼓筒體和大小端蓋(包括液位調(diào)節(jié)裝置)。轉(zhuǎn)鼓筒體由圓錐體和圓柱體組成,為軸對稱結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)鼓幾何結(jié)構(gòu)、約束和載荷的特點比較復(fù)雜,轉(zhuǎn)鼓壁受有離心力和物料產(chǎn)生的離心力等作用,還要考慮其徑向變形。轉(zhuǎn)鼓的建模和應(yīng)力應(yīng)變仿真分析過程中采用實體建模,模型和參數(shù)的修改都很方便,最終確定合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)所需時間得到大幅度的縮短;降低成本,整個過程都在計算機上完成,有利于通過優(yōu)化等手段開發(fā)出性能更為優(yōu)越的產(chǎn)品。本分析采用具有高度集成設(shè)計功能的三維建模系統(tǒng)Pro/E軟件[5]建立LW520臥螺離心機轉(zhuǎn)鼓實體模型(如圖1),同時進行質(zhì)量匹配、間隙檢查、干涉檢查。它提供準(zhǔn)確的質(zhì)量參數(shù),即零件的質(zhì)量、質(zhì)心位置、慣性矩等,并為后面模型的分析作準(zhǔn)備;實體模型以STEP格式導(dǎo)入visualNastran軟件中,實行應(yīng)力應(yīng)變仿真。
轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)參數(shù)為:
轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑D=520mm;
圓錐段轉(zhuǎn)鼓長H1=777mm;
轉(zhuǎn)鼓液面內(nèi)徑D0=420mm;
圓柱段轉(zhuǎn)鼓長H2=1064mm;
轉(zhuǎn)鼓壁厚t=18mm;
圓錐段轉(zhuǎn)鼓半錐角a=8;
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速n=2800r/min;
轉(zhuǎn)鼓總長度L=1800mm;
液池高度h=33~55mm;
轉(zhuǎn)鼓材料為:10Cr22Ni5Mo3N。
物料參數(shù):固相密度P=1470kg/m;
液相密度P=1085kg/m;
其它參數(shù):處理能力Q=13~20m/h。
2.2 轉(zhuǎn)鼓的有限元仿真
2.2.1 載荷的種類、大小和施加方式 在離心機運行過程中,轉(zhuǎn)鼓主要受以下兩種載荷:污泥脫水機 固液分離設(shè)備
瑞典NOXON公司采用斜板沉淀原理的Lamella專利技術(shù),則將離心機螺旋推料器葉片設(shè)計成最佳傾斜狀態(tài),其葉片傾角、螺距、葉片間距等參數(shù)均經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計,處理能力提高,降低了絮凝劑的消耗量及泥餅含水率。
2.2 可調(diào)節(jié)的機械因素