基于ANSYS的带式输送机转运站的设计与应用

发布时间：2017-04-23 19:11

  本文关键词：基于ANSYS的带式输送机转运站的设计与应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：转运站是矿山、冶金行业中常见的构筑物，是设在两台高架固定式带式输送机之间的中转站，在工业运输系统中起着重要的枢纽作用。转运站多为敞开式框架结构，高宽比较大，除设备层外其余各层通常不设置楼板，属典型高耸柔性结构；而且皮带张力和动力设备扰动力作为引发转运站结构振动的主要激振源，均作用于结构顶部。因此，无论是结构形式还是受力性质，带有带式输送机的转运站结构都要比一般结构不利得多。 本文结合阿曼项目中CT-3113-02转运站实例进行介绍和计算。该转运站长13.5米，宽8.2米，高47.3米，总共分成10层，属于高式转运站。该转运站是目前文献中所见到的世界最高的转运站，无论是静力分析还是动力振动分析，都有其一定的特殊性。 利用ANSYS软件进行有限元分析，结合建筑钢结构设计方法、设计规范和设计准则，将模拟现场的四种极限工况分别进行计算比较。这四种工况分别是满载运行、紧急停车、停机暴风和停机检修。比较的主要内容包括杆件的应力及整体结构各个方向的变形。比较后得出，，对于高式转运站，带式输送机的水平张力对转运站的应力和变形的影响是最大的。经过对钢结构转运站结构上的调整，有效的降低了应力和变形。再对该转运站进行模态分析，观察其是否有共振的可能。最后得出，滚筒的转动几乎不能引起转运站的共振，但是托辊有可能会引起共振。 本文结合实际工作，首次对超高转运站进行全面的分析，并对结构进行了改进。
【关键词】：转运站 输送机 钢结构 有限元分析 ANSYS
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH222
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-13
• 1.1 选题背景及意义7-8
• 1.1.1 课题来源7-8
• 1.1.2 本课题研究的目的和意义8
• 1.2 带式输送机的发展历史与现状8-9
• 1.3 钢结构转运站的发展现状9-12
• 1.4 本章小结12-13
• 第2章 设计任务及设计方法13-25
• 2.1 设计任务13-14
• 2.2 带式输送机的主要结构及工作原理14-17
• 2.2.1 带式输送机的主要结构14-15
• 2.2.2 带式输送机的工作原理15-17
• 2.3 设计准备17-20
• 2.3.1 载荷类型及载荷规定17-19
• 2.3.2 载荷组合19-20
• 2.3.3 材料特性20
• 2.4 设计方法20-21
• 2.5 变形规定21-22
• 2.6 构件容许长细比22-23
• 2.6.1 受压构件22-23
• 2.6.2 受拉构件23
• 2.7 本章小结23-25
• 第3章 钢结构转运站的有限元分析25-45
• 3.1 建立力学模型25-27
• 3.2 定义坐标系27-28
• 3.3 划分网格28-29
• 3.4 约束29
• 3.5 载荷29-33
• 3.5.1 加载恒载30
• 3.5.2 加载活载30-31
• 3.5.3 加载风载31
• 3.5.4 加载堵料载荷31-32
• 3.5.5 加载张力载荷32-33
• 3.6 计算结果33-43
• 3.6.1 载荷组合Ⅰ（满载运行）33-35
• 3.6.2 载荷组合Ⅱ（紧急停车）35-37
• 3.6.3 载荷组合Ⅲ（停机暴风）37-40
• 3.6.4 载荷组合Ⅳ（停机检修）40-43
• 3.6.5 计算结果分析43
• 3.7 本章小结43-45
• 第4章 钢结构转运站的结构分析45-57
• 4.1 载荷组合Ⅰ（满载运行）45-47
• 4.2 载荷组合Ⅱ（紧急停车）47-50
• 4.3 载荷组合Ⅲ（停机暴风）50-52
• 4.4 载荷组合Ⅳ（停机检修）52-55
• 4.5 计算结果分析55-56
• 4.6 本章小结56-57
• 第5章 钢结构转运站的模态分析57-63
• 5.1 钢结构转运站的固有频率57-61
• 5.2 钢结构转运站的其它设备振动频率61
• 5.2.1 滚筒的转动频率61
• 5.2.2 托辊的转动频率61
• 5.3 振动结果分析61
• 5.4 本章小结61-63
• 第6章 结论与展望63-65
• 6.1 论文主要结论63-64
• 6.2 展望64-65
• 参考文献65-68
• 致谢68-70
• 附表 A 转运站各构件单元的强度及稳定性分析结果单位：MPa70-91
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果91

【参考文献】

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本文编号：322885