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1、刮板输送机卡链状态下圆环链动力学分析西安科技大学机械工程学院龚晓燕施晓俊薛河摘要:利用非线性有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立了刮板输送机圆环链的动力学模型,分析了卡链状态下圆环链的动力学变化过程。同时,对不同初始条件下的圆环链动能损失以及卡链过程中圆环链的能量吸收特性进行了分析。关键词:LS-DYNA;刮板输送机;卡链;动能损失;能量吸收Abstract:ByusingnonlinearfiniteelementanalysiscodeANSYS/DYNAtobuildadynamicanalysismodeloftheround
2、-link,thepaperanalyzesthekineticenergylossoftheround-linkchainunderthedifferentinitialconditionsandtheenergyab2sorptionunderchainblocked,accordingtothedynamicprocessoftheround-linkchainunderchainblockedcondition.Keywords:LS-DYNA;scraperconveyer;chainblocked;kineticenergylos
3、s;energyabsorption随着国内高产高效采煤工作面的快速发展,重偶合器,使电机堵转、损坏“机头”等等。型刮板输送机的使用越来越多。其牵引结构———矿本研究对圆环链卡链状态下的动力响应特性进用高强度圆环链的使用寿命逐渐引起大家的重视。行有限元分析,分析圆环链的加速度、速度变化过生产中环环相扣的链环只要一环出现问题,刮板输程及其能量吸收特性,对于确定刮板链的能量吸收[1]送机就得停机,整个工作面就得停产。刮板输送特性以及现有刮板链的合理设计都有现实意义。机对于整个煤矿安全生产起着至关重要的作用。在1计算模型的建立正常运行中如果输送机平
4、面内有过大弯曲,导致两链受力不均匀、有异物卡住或者是两边圆环链运行111材料模型的建立不同步都会造成圆环链的卡链。卡链的后果是负载按材料非线性对问题加以处理,认为位移和应变大,基本上是无穷大,容易断链,此外还会损坏变无限小,应力和应变的关系是非线性的。采用(6)当给定寿命为N2,N3,⋯时,重复参考文献(4)、(5)步骤就得到了R(N2),R(N3),⋯。1徐振兴1断裂力学1长沙:湖南大学出版社,19872刘文廷等1概率断裂力学与概率损伤容限/耐久性1北3计算实例京:北京航空航天大学出版社,19983翟甲昌,王生,申增元,李亿祥1桥式起重机焊
5、接箱形文献[3]中对试验梁施加最大应力幅梁的疲劳试验1起重运输机械,1994(Δσ)max=185MPa(变幅),其等效应力幅Δσ=1434王生,翟甲昌1桥式类型起重机箱形梁变幅疲劳试验1MPa(常幅),此时变异系数为0114。由文献[5]太原重型机械学院学报,1996得到,均值ac=11115mm,变异系数δac=012,假5文中,蔡启舟,朱大林1基于剩余强度的箱型两类可靠设服从正态分布。取初始裂纹长度均值a0=013,性分析1三峡大学学报,2004变异系数δa0=015。假定使用寿命,根据前面的可6刘惟信1机械可靠性设计1北京:清华大学出
6、版社,靠度计算方法,得到的可靠度列于表1中。19967焦馥杰1焊接结构分析基础1上海:上海科技技术文献文献[4]给出试验中得到的均值寿命为5出版社,19918129×10,而本文计算得到可靠度为50%下的寿5命为81264×10。从表1可以看出随着箱形梁循环作者:贺小平次数的增加,可靠度减小,这与实际是相符的。可地址:太原市万柏林区瓦流路见本文提出的可靠度研究方法有一定的参考价值。邮编:030024收稿日期:2006-01-15—60—《起重运输机械》2006(8)Von1Mises屈服准则,将圆环链的受力看作是各向链的有限元模型如图1所示。
7、同性材料的小应变问题,按经典双线性随动强化塑2计算结果分析性材料来分析。见图1,链环1材料为高级优质钢为便于对卡链瞬间的圆环链进行动力学分析,23MnNiCrMo,其弹性模量E=210GPa,屈服极限在有限元分析中求解时间设定为t=2ms。通过LSσs=0192GPa,切线模量Et=0156GPa,泊松比μ-DYNA分析可以捕捉到圆环链卡链时的整个详细-63[3]过程。圆环链在卡链状态下的动力特性主要是卡链=013,密度ρ=7186×10kg/mm。对于链环2,本研究中通过有限元程序直接把它定义为无约状态下链环的速度、加速度、能量等的时间响应
8、历束刚体,其材料参数与链环1相同。程。211卡链时的速度和加速度变化卡链时链环1受到链环2的冲击,链环2的加速度大小和链环1对链环2的反作用力成正比,所以在卡链状态
