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本文以帶式輸送機(jī)斷帶事故為出發(fā)點(diǎn),從單根輸送帶的斷芯有限元分析到整根輸送帶橫向斷裂的動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行了一定的研究,得出了如下結(jié)論:
1.推導(dǎo)了輸送帶等效彈性模量的表達(dá)式,對(duì)輸送帶等效彈性模量的非線性特征進(jìn)行了研究,重點(diǎn)討論了它與輸送帶張力,懸垂度和輸送帶延伸率之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)它們之間均存在嚴(yán)重的非線性關(guān)系,且各自對(duì)輸送帶等效彈性模量都具有非常大的影響.因此,在對(duì)輸送帶進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析時(shí)要考慮等效彈性模量.
2.基于有限元的思想建立了帶式輸送機(jī)的數(shù)學(xué)模型以及輸送機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程,并對(duì)其進(jìn)行了降階處理.通過實(shí)例在乃工項(xiàng)了藝且B環(huán)境下對(duì)輸送機(jī)的斷帶過程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真分析.主要研究了輸送帶斷后在托輥間形成凹陷和反向下滑兩種危害性現(xiàn)象,并討論了其各自與輸送機(jī)傾角,運(yùn)量和斷點(diǎn)位置之間的關(guān)系.為今后斷帶保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)研究提供一定的理論參考.
3.首次在有限元分析軟件ABAQus中建立了扭轉(zhuǎn)型鋼絲繩輸送帶的有限元模型.關(guān)于輸送帶中鋼絲繩的復(fù)雜扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)是否可以簡(jiǎn)化為圓柱形的問題,分別建立了圓柱形鋼絲繩和lx3扭轉(zhuǎn)形鋼絲繩模型,并在單軸拉伸試驗(yàn)中比較其各自剪應(yīng)力大小和分布,軸向位移,變形截面和其他各項(xiàng)參數(shù),最終認(rèn)為雖然將鋼絲繩簡(jiǎn)化為圓柱形后能減小建模的工作量和計(jì)算時(shí)間,但是其計(jì)算誤差太大,不能準(zhǔn)確模擬現(xiàn)實(shí)輸送帶的情況,應(yīng)盡量避免這種簡(jiǎn)化.
4.創(chuàng)新性地應(yīng)用有限元代替復(fù)雜實(shí)驗(yàn)分析輸送帶的力學(xué)性能,并在有限元分析軟件ABAQUs中計(jì)算了型號(hào)為G簽1000的鋼絲繩輸送帶的彈性模量與實(shí)驗(yàn)測(cè)量值相比較,盡管仍然存在一定的偏差,總的來說,還是能夠接受的.在驗(yàn)證了該輸送帶有限元模型準(zhǔn)確的同時(shí)也證實(shí)了該思路的可行性.
5.首次利用有限元分析軟件研究鋼絲繩輸送帶內(nèi)鋼絲拔出的力學(xué)過程,分析了鋼絲繩拔出的階段過程以及各階段的應(yīng)力分布情況,并預(yù)測(cè)出了越靠近加載端越容易發(fā)生脫粘,滑移摩擦系數(shù)越大脫粘擴(kuò)展的越困難,以及脫粘程度越大脫粘擴(kuò)展也越容易.
6.針對(duì)輸送帶斷芯的情況進(jìn)行了一定的分析研究,討論了鋼絲繩芯斷裂的各種原因以及不同斷芯位置,斷芯長(zhǎng)度以及帶長(zhǎng)對(duì)輸送帶的伸長(zhǎng)量和撓度的影響,得出當(dāng)斷裂距離小于輸送帶總長(zhǎng)的1.6%時(shí)輸送帶的斷裂影響不大,但是一旦斷裂距離達(dá)到輸送帶總長(zhǎng)的1.6%后力學(xué)性能會(huì)出現(xiàn)明顯的下降,此時(shí)應(yīng)給予高度重視.
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