论文摘要
圆环链传动广泛应用于煤矿的刨煤机、刮板输送机、转载机等重要设备中,特别是大量应用在煤矿刮板输送机上。卡链现象是刮板输送机主要故障之一,如溜槽对口错位挂住刮板或链环、大块物料过采煤机等都会产生卡链现象。本研究主要分析不同形状矿用圆环链在卡链状态下的冲击性能,并就低温和应变率等因素对其冲击性能的影响进行了一些探讨和分析。本研究在冲击动力学理论及显式积分算法分析的基础上,确立了圆环链有限元动力学特性分析的技术方案。在此基础上利用大型显式有限元软件ANSYS/LS-DYNA,分别建立了完整圆环链、完整椭圆环链、含V-型缺口圆环链以及含V-型缺口椭圆环链等四种圆环链冲击动力学模型,计算分析和比较了这四种圆环链在卡链状态下圆环链的速度、加速度、最大应力、等效应力、剪切应力、等效应变、拉伸应变、吸收能量等力学参量的异同,并计算分析了温度和应变率等因素对含V-型缺口圆环链动力学性能的影响。本研究计算和分析结果表明,椭圆环链由于其线线接触,与圆环链相比圆弧段应力明显减小,使用寿命得到提高,抗冲击性能也得到了加强。另一方面,椭圆环链在强度提高的同时,外形尺寸也相对减小。低温条件对圆环链冲击时的应力影响不大,但会使圆环链开始破断时间缩短、吸收能量减小;应变率对圆环链冲击时的应力影响也不大,但应变率会使圆环链开始破断时间缩短、吸收能量增大。
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摘要ABSTRACT1 绪论1.1 问题提出1.2 国内外研究现状1.2.1 国外研究现状1.2.2 国内研究现状1.3 本研究的研究内容、研究方法、技术路线1.3.1 研究内容1.3.2 研究方法1.3.3 技术路线2 矿用圆环链动力学分析基础2.1 冲击动力学基础2.2 ANSYS/LS-DYNA 理论基础简介2.2.1 动态显式算法特点2.2.2 动态显式求解算法2.2.3 动态显式控制方程2.2.4 动态显式沙漏控制2.3 LS-DYNA 单元类型2.4 LS-DYNA 关键字简介2.5 ANSYS/LS-DYNA 计算流程2.6 圆环链卡链时的动力学模型分析2.7 本章小结3 矿用圆环链有限元模型建立3.1 圆环链模型简化原则3.2 圆环链有限元模型建立3.2.1 材料模型及材料力学参数建立3.2.2 圆环链几何模型建立3.2.3 圆环链有限元模型建立3.2.4 圆环链约束模型建立3.2.5 圆环链载荷模型建立3.3 本章小结4 完整链环卡链状态下动力特性分析4.1 圆环链卡链时速度、加速度响应分析4.1.1 圆环链卡链时速度响应分析4.1.2 圆环链卡链时加速度响应分析4.2 圆环链卡链时应力响应特性分析4.2.1 圆环链卡链时最大应力分析4.2.2 圆环链卡链时拉应力分析4.2.3 圆环链卡链时剪切应力分析4.2.4 圆环链卡链时VonMises应力分析4.3 圆环链卡链时应变变化分析4.3.1 圆环链卡链时等效应变分析4.3.2 圆环链卡链时拉伸应变分析4.4 圆环链卡链时能量变化分析4.5 本章小结5 含V-型缺口链环卡链状态下动力特性分析5.1 含V-型缺口链环卡链时速度响应分析5.2 含V-型缺口链环卡链时加速度响应分析5.3 含V-型缺口链环卡链时应力分析5.3.1 圆环链V-型缺口处最大应力分析5.3.2 圆环链V-型缺口处拉伸应力分析5.3.3 圆环链V-型缺口处剪切应力5.3.4 圆环链V-型缺口处VonMises 应力分析5.4 含V-型缺口链环卡链时应变分析5.4.1 圆环链V-型缺口处拉伸应变分析5.4.2 圆环链V-型缺口处等效应变分析5.5 圆环链卡链时能量变化分析5.6 本章小结6 低温对含V-型缺口圆环链冲击性能影响6.1 含V-型缺口圆环链卡链时应力分析6.1.1 圆环链V-型缺口处最大应力分析6.1.2 圆环链V-型缺口处剪切应力分析6.1.3 圆环链V-型缺口处VonMises 应力分析6.2 含V-型缺口圆环链卡链时开始破断时间分析6.3 含V-型缺口圆环链卡链时吸收能量分析6.4 本章小结7 应变率对含V-型缺口圆环链冲击性能影响7.1 含V-型缺口圆环链卡链时应力分析7.1.1 圆环链V-型缺口处最大应力分析7.1.2 圆环链V-型缺口处剪切应力分析7.1.3 圆环链V-型缺口处VonMises 应力分析7.2 含V-型缺口圆环链卡链时开始破断时间分析7.3 含V-型缺口圆环链卡链时吸收能量分析7.4 本章小结8 结论8.1 结论8.2 展望致谢参考文献附录
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