蛇簧聯(lián)軸器的模態(tài)分析
本次對象為煤礦火力發(fā)電中輸送皮帶機上常用的JS9型蛇簧聯(lián)軸器,對其進行模態(tài)分析就是確定聯(lián)軸器的振動特性,并可得出蛇簧聯(lián)軸器在運轉(zhuǎn)中發(fā)生共振的條件。
ANSYS Workbench Environment(AWE)作為新一代的仿真環(huán)境,提供了許多的系統(tǒng)解決方案。在在AWE里,模態(tài)分析流程一般如圖2所示:
2.1 聯(lián)軸器有限元模型建立
JS9型蛇簧聯(lián)軸器的性能參數(shù)如上表1所示,同時為了縮小求解規(guī)模并根據(jù)聯(lián)軸器的特點,對幾何模型做了的簡化,主要是去掉模型中較小的倒角、圓角。根據(jù)標準JB/T8869-2000規(guī)定,應用PRO/E構(gòu)建出JS9聯(lián)軸器YA100×127/YA100×127三維實體模型,并完成其裝配(以聯(lián)軸器的軸線方向為Z軸)。然后通過PRO/E與ANSYS Workbench的接口,將其導入ANSYS Workbench里,各實體間會自動生成接觸對,并選擇分析類型為Modal(模態(tài)分析)。
2.2 定義材料及網(wǎng)格劃分
蛇簧半聯(lián)軸器由Q235鋼制成,該材料的彈性模量為210GPa,泊松比為0.3,密度為7800kg/m3;蛇形彈簧的材料是60Si2Mn彈簧鋼,其彈性模量為205GPa,泊松比為0.29,密度為7850kg/m3。
有限元法的基礎(chǔ)是用有限個單元體的集合來代替原有的連續(xù)體。一般情況下,把三維實體劃分為四面體或者六面體單元的網(wǎng)格。在網(wǎng)格劃分時,網(wǎng)格數(shù)量的多少將影響計算結(jié)果的精度和計算規(guī)模大小。本次采用四面體單元和六面體單元對聯(lián)軸器進行網(wǎng)格劃分,如圖3所示,劃分后有29747個節(jié)點,10742個單元。
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