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陶瓷过滤机真空转筒的有限元分析

2024-09-22 20:16阅读：

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编辑：杭州那泰有限元分析公司 www.nataid.com
陶瓷过滤机真空转筒的有限元分析
真空转筒中心孔是与真空泵橡胶上管相接触的，但由常识得知橡胶管上基本无径向力作用，因此，将其看作自由面是可行的。现实的载荷作用形式千变万化，将它转化为在ANSYS程序中容易表示的载荷形式也是极其重要的。在杭州那泰有限元分析公司研究中，转筒组件所受的应力载荷主要来自外圈陶瓷过滤板及其固定架的重力；由于转筒是真空对称的，所以来自外界的大气压力相互抵消可忽略；另外，本研究重点考虑了站筋与筒体焊接部分的强度分析
，所以来自矿浆对筒体的压力也可忽略。图为12根站筋和6根站筋时的约束及受力情况。
直径为1000mm的陶瓷过滤机真空转筒，材料为不锈钢0Cr19Nil0NbN，弹性模量为2.1x105MPa密度为7800，泊松比为0.26，转速为1000r/min，0Cr19Nil0NbN的应力341Mpa。对于塑性材料，本来应该应用第三强度理论，某处的最大拉应力与最大压应力之差小于材料的最大允许应力。从应力等值线图中容易看出的是整个结构上的最大应力与最小应力，并不好判断某处的最大应力与最小应力之差为最大。基于这种情况，只有应用第一强度理论，即结构的最大拉应力与最大压应力的绝对值都小于允许应力。
针对真空转筒的工作环境，列出两种最有代表性的工况，为有限元站筋模型在转筒最下方和水平方向时，这两种工况对强度分析最有代表意义。工况1：真空转筒的中有限元站筋模型转到最下方时，转速为1000r/min，站筋上承受来自陶瓷过滤板及其支架的重力包括陶瓷板上粘附的矿浆12根站筋时约250N，6根站筋约为500N。如图即为工况1情况下的受力及约束状况示意图。图为有限元模型的应力分布图，可以看出站筋与筒体焊接处为应力最大处，且拉应力数值为：12根站筋时60.051Mpa，6根时209.872MPa。均没有超过314MPa，所以工况1下的强度可靠。工况2：当有限元站筋模型转到水平位置时，即来自陶瓷过滤板及其支架的重力与筒体表面平行。其他条件与工况1相同。图为有限元模型的应力分布图，可以看出应力最大处的拉应力数值：12根站筋时为144.43Mpa，6根时为246.864MPa。同样均没有超过341MPa，所以工况2下强度也可靠。最终计算结果如表，所示。从表中可以看出，当使用6块站筋进行焊接时，强度依然可靠。但应尽量减小站筋的长度或加工时增加焊接处的强度，避角应力焦中而导致断烈等现象。
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