摩天輪的三維建模和有限元分析邊界設定

2016-08-24  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

 本研究三維建模采用Pro/E三維建模軟件,對于多繩摩擦提升機天輪襯墊的三維實體建模,主要利用拉伸、裝配等操作建立零部件的實體模型。在實際情況下為了方便安裝天輪襯墊,將天輪襯墊分為相互對稱的兩部分。根據煤礦安全規程與實際現場經驗綜合參考,天輪襯墊槽底磨損1/2時需要更換天輪襯墊。因此以天輪襯墊磨損1/2為界對其進行分析。全新、磨損1/5、磨損1/3這三部分為正常磨損范圍,磨損1/2和磨損2/3為故障范圍。

 在Pro/E的草繪模式下,根據多繩摩擦提升機天輪襯墊的實際尺寸進行草繪,天輪襯墊的長為100mm,寬為90mm,高為60mm,襯墊槽圓弧的直徑為34.5mm,全新的天輪襯墊槽圓弧頂部到襯墊邊緣的距離為31mm,如圖1所示,分別為全新、磨損1/5、磨損1/3、磨損1/2和磨損2/3的襯墊的三維模型。

 在ANSYS有限元分析中利用前處理器定義天輪幾何模型的單元類型為8節點體單元SOLID45單元,所以不需要設置其厚度實常數。根據天輪襯墊的特點,采用自由網格劃分,此網格形式對單元形狀無限制。

 根據對天輪襯墊工作情況的分析,由于受到鋼絲繩與天輪的約束,可以看出天輪襯墊僅能在縱向方向運動,在橫向方向存在約束。首先是天輪對其的約束,約束天輪襯墊的兩個端面,約束的是Z方向上的運動,再次相鄰襯墊對其的約束,約束襯墊的另外兩個端面,約束的是X方向上的運動,最后為鋼絲繩對其的約束,約束底面,底面是全約束。

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