摩天轮的三维建模和有限元分析边界设定

2016-08-24 by:CAE仿真在线来源:互联网

摩天轮的三维建模和有限元分析边界设定

本研究三维建模采用Pro/E三维建模软件,对于多绳摩擦提升机天轮衬垫的三维实体建模,主要利用拉伸、装配等操作建立零部件的实体模型。在实际情况下为了方便安装天轮衬垫,将天轮衬垫分为相互对称的两部分。根据煤矿安全规程与实际现场经验综合参考,天轮衬垫槽底磨损1/2时需要更换天轮衬垫。因此以天轮衬垫磨损1/2为界对其进行分析。全新、磨损1/5、磨损1/3这三部分为正常磨损范围,磨损1/2和磨损2/3为故障范围。

在Pro/E的草绘模式下,根据多绳摩擦提升机天轮衬垫的实际尺寸进行草绘,天轮衬垫的长为100mm,宽为90mm,高为60mm,衬垫槽圆弧的直径为34.5mm,全新的天轮衬垫槽圆弧顶部到衬垫边缘的距离为31mm,如图1所示,分别为全新、磨损1/5、磨损1/3、磨损1/2和磨损2/3的衬垫的三维模型。

在ANSYS有限元分析中利用前处理器定义天轮几何模型的单元类型为8节点体单元SOLID45单元,所以不需要设置其厚度实常数。根据天轮衬垫的特点,采用自由网格划分,此网格形式对单元形状无限制。

根据对天轮衬垫工作情况的分析,由于受到钢丝绳与天轮的约束,可以看出天轮衬垫仅能在纵向方向运动,在横向方向存在约束。首先是天轮对其的约束,约束天轮衬垫的两个端面,约束的是Z方向上的运动,再次相邻衬垫对其的约束,约束衬垫的另外两个端面,约束的是X方向上的运动,最后为钢丝绳对其的约束,约束底面,底面是全约束。

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