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《2000L-B立式混合机桨也叶的力学分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2000L-B立式混合机桨叶的力学分析技术分析报告完成单位：华中科技大学机械学院完成人：易传云日期：2002.11.813一．混合机传动与受力分析1）混合机传动分析混合机传动部份主要体现在行星轮系上。行星轮系可分成两部份：由齿轮z3,z5,z7,z6,z8和行星架H组成轮系1，轮系1为2K-H机构。由齿轮z3,z4,z9,z10和行星架H组成轮系2，轮系2为K-H机构。下面来分析实心桨和空心桨转速与齿轮3的转速之间的关系：由知得得得由得2）混合机力分析桨叶受力是非常复杂的，其中主要是混合时，被混合物加在桨叶螺旋面上的力矩。而作用在桨
2、叶的力矩难于检测，为了获得较准确可靠的桨叶转矩负载，为桨叶受力分析提供依据，必需要通过行星轮系的转矩输入与输出的关系来求得。13由行星轮系在平恒时要满足力矩平恒和功率平恒两个条件，即有下列等式：（由于行星架的转动很小可将设为零）（轮系力矩平恒）；（轮系功率平恒）；其中，，为外加在齿轮3，8的力矩。，为混合物加在空心桨叶和实心桨叶的力矩。上面已知，，，未知，故还要求出与的比值:混合机在工作时，桨叶受到的阻力矩随时间而变化，混合均匀后，其值趋于稳定。所谓阻力矩就是指稳定的平均力矩。混合均匀后，平均做用于桨叶单位面积的力为桨叶阻力比;其中
3、为桨叶阻力比N/mm（其与转速成正比）为工作中埋于物料中的螺旋面的面积中总和；为叶片的阻力半径，即阻力和作用点到桨叶回转中心的距离。=3.5191；代到上面的平恒方程式，得其中为桨叶最外缘的半径；为桨叶中心圆柱的半径。下面来求出力矩的大小：由知，13其中为由减速机轴输出的极限力矩。一．桨叶有限元建模和计算有限元的计算，就是将形状复杂以及受力情况复杂的部件化分为有限数目的单元，再分别计算这些单元的受力和变形情况，然后将这些单元整合起来，就形成了整个零件的受力变形情况。因此利用有限元进行计算和分析，首先要建立要分析的经过简化后的有限元模
4、型，然后对有限元模型进行网格化分，确定单元类型和材料属性，确定单元自由度，确定单元的受力情况，然后进行求解，得出变型和受力的详细的数字结果，最后对结果进行分析，下面就来详细的论叙对实心桨和空心桨进行计算的步骤，对结果进行分析。a）前处理1)实体的导入：由于ansys本身的功能有限，几何实体建模实现起来不方便，但可由pro/e建模通过IGES格式导入，在导入对话框中选入导入文件的默认格式，而且指明要将重合的关键点合并，导入的的实心桨和空心桨的图形如下：2）定义单元类型和属性13由于有限元模型中的任一单元都具有特定的属性，包括：单元类型
5、，对于单元属性的制定必需在网格划分前进行，首先要确定好材料的属性，在结构有分析中必需输入材料的杨氏模量。桨叶材料为，其密度为，弹性模量为19e4；nuxy为0.27.定义单元类型：由于桨叶主要受力矩的作用，应此要选有节点转动的实体单元，单元solid73有8个节点，3d单元，每个节点有6个自由度。可以较好的描述桨的变形和受力情况。3）网格划分采用智能网格划分，实心桨取划分精度为5，空心桨取划分精度为4。划分网格后的桨为：4）力加载与边界条件13桨主要受到混合物的力矩和重力的作用，转动产生的离心力可不计由和可求有出=0.083384N
6、/,=0.24852N/,以面力加在螺旋面上。此桨的有限元模型可看作悬臂梁的受力模型，故边界条件可约束顶面的所有节点的平动与转动。加载与施加边界条件的模型如下：b)求解由于桨的节点多，为了加快计算速度，可用预置条件共轭梯度法（PCG）求解。c)后处理后处理主要是为了求解的结果以直观的表现现出来，让我们可以直观的看出桨叶的应力大小和变形情况，以确定桨叶的危险部位。桨的等效应力如下：13桨的节点线位移图如下：桨的节点角位移图如下：13d)结果分析由应力等值线图中我们可以看到，颜色越深就是说那的应力大。可以得出在实心桨与键联接处的应力最大
7、，空心桨在空心处的上部份的应力最大。由位移等值线图中我们得出，空心桨，实心桨在底部边缘处变形最大.e)Apdl宏编程：Apdl指ansys参数化设计语言。下面给出实心桨和空心桨的有限元强度分析的宏命令。在运用时在input菜单直接输入*use,kong,0.24852进行空心桨有限元强度分析；输入*use,sj,0.083384进行实心桨有限元强度分析.**********kong.MAC******************/clearresume,kongxingeom,db!输入几何模型/title,kongxinjiangte
8、st!文件标题/prep7!前处理apress=ARG1!面压参数传递et,1,solid73!网格类型mp,ex,1,19e4!材料弹性模量mp,dens,1,7800e-9!材料密度mp,nuxy,1,0.27mshkey,0!选
