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基于pro/e的提升机三维设计及其ansys有限元分析
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斗式提升机是专门用于连续垂直输送散料的设备。其结构由上而下可分为3部分,即机头、机筒和机座,其广泛应用于饲料和粮食等加工厂中。
pro/e具有强大的三维造型功能,该软件与ansys软件接口较好,可以实现数据的共享和交换,pro/e也是国内应用最广泛的三维建模软件。通过pro/e软件对tdtg36/23型提升机进行三维建模设计,并且利用ansys软件对其运动轴进行动力学分析。
1.提升机的三维建模设计
(1)以tdtg36/23型提升机为例,根据主轴的实际要求和提升机的结构尺寸,采用pro/e的零件设计模块,将各个零件生成三维实体模型。
(2)利用pro/e装配模块,将提升机各个零件进行装配,完成整个提升机的三维实体模型。
(3)将构建后的提升机三维模型进行保存,并利用pro/e和ansys的接口技术,将其三维实体模型导入到ansys中,对其进行有限元分析。
2.ansys有限元分析
将提升机的三维模型导入到ansys后,根据饲料提升机的实际运行工况、提升机运动轴所承受的载荷状态,对其运动轴进行应力、应变的有限元分析,找出其应力的分布规律。
ansys有限元分析过程:
(1)选择合适的有限元网格单元,一般选择solid45有限元网格单元;
(2)设定好提升机运动轴的材料及物理参数,这里为45碳素结构钢,材料的弹性模量e=207000mpa;泊松比p=0.3;
(3)预设好提升机运动轴所受的载荷约束;
(4)利用ansys软件对运动轴,按设定好的参数数据进行运算,并且通过单元网格形式在轴上显示出各点的应力、应变情况;
(5)通过对应力单元网格分析,检查出应力不足点,并应用pro/e软件对运动轴进行优化改善,使其达到最佳效果。
3.总结
(1)基于pro/e软件平台建立了提升机的三维实体模型,使其实体直观,并且模型设计变更方便;
(2)利用pro/e与ansys的接口技术,对主轴在一定工况下运行时应力、应变的分布情况进行了有限元仿真分析;分析结果表明,主轴的最大应力、应变出现的位置与实际情况相符;
(3)根据有限元仿真分析的结果,可以对pro/e中的三维实体模型的合理性进行校核,从而对实体模型的设计方案进行优化,及时改正设计中的缺陷;
(4)该研究方法将避免重复设计,实现设计自动化,大大缩短提升机的设计开发周期,并有效降低成本。
(图/文www.changrong-jx.com)
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