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帶式輸送機在實際生產中經常出現的輸送帶橫向斷裂問題為背景展開,分析了工程中諸多橫向斷帶的原因及其嚴重后果,結合當前斷帶保護措施的一些不足,對帶式輸送機的斷帶過程進行了動態模擬,并運用有限元分析軟件對鋼絲繩芯輸送帶進行了一定的理論研究.主要內容概括如下:
(1)研究輸送帶的物理特性,根據其粘彈性特征建立動態分析所需的輸送帶動力學模型.重點討論幾人獄welZ模型,Kelvl.n模型和標準線性三種粘彈性模型,比較各自的優缺點,選擇適合斷帶動態分析的輸送帶模型.推導基于懸垂度的輸送帶等效彈性模量表達式,并通過實例定量分析,研究懸垂度對等效彈性模量的影響以及其他影響因素.
(2)研究動態分析時托輥和滾筒的計算質量與旋轉質量的關系,并推導等效關系式.建立帶式輸送機系統的離散動態分析模型,包括輸送帶,驅動系統,改向系統,張緊系統的簡化分析模型.研究采用龍格一庫塔法對帶式輸送機斷帶故障的數值分析,并進行實例仿真分析,重點研究斷帶后輸送帶的下滑和卷曲現象的產生及其影響因素.
(3)研究采用有限元分析軟件來代替傳統實驗手段分析輸送帶的力學性能.在ABAQUS環境下建立鋼絲繩芯輸送帶模型,重點討論利用簡化的圓柱形鋼絲繩代替扭轉形鋼絲繩的誤差.通過軟件計算輸送帶的彈性模量與實驗值對比,驗證該模型的可信度.研究鋼絲從輸送帶中被拔出的力學行為.
(4)研究鋼絲繩芯輸送帶斷芯的原因,將前面ABAQUS中所建的輸送帶有限元模型拓寬到帶內鋼絲繩斷裂情況,并分析輸送帶在斷芯后的力學性能與斷裂形式的關系.
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