文摘
废石材料的不均匀堆积造成的动态不稳定的岩石传播者不可忽视地质沉陷和当地回收领域的崩溃。基于现有的岩石撒布机的动态稳定性,结合实际应用条件下,负载条件下岩石的分布进行了分析。的静态和动态分析和优化等关键结构接收的手臂,卸料臂、主塔采用拓扑优化方法进行。优化建立了整机虚拟样机来验证其合理性。研究结果表明,接收等关键部分的总重量繁荣,卸货繁荣,主塔是减少约4.5%(4650公斤),低阶振动频率低于那些部分的第五个订单不是在共振范围内,和整个机器的稳定性大大提高,从根本上解决问题的不均匀的岩石堆积稳定性造成的影响。,整个机器的最大应力和挠度最糟糕的工作条件下满足实际的需求。研究思路和结论可以提供解决方案,以防止沉降或当地崩溃不均匀造成的填海地区堆积材料。
1。介绍
自动的岩石撒布机是一种设备,可以有序排放的岩石和其他材料除了矿产资源固定转储在露天开采的过程中,它提供了基本的条件后的矿区复垦采矿(1,2]。露天采矿的发展朝着高速、大容量、自动化采矿技术不仅提出了更高的要求也更高的要求操作机械设备(3,4]。在早期阶段,技术用卡车和长途运输装卸废料矿区和转储之间有很多问题,比如许多潜在的安全隐患,自动化程度低,高排放的废气污染、大消费的汽油,和混乱的转储。采矿技术的发展,大部分露天矿岩石机和带式输送机结合,形成对露天矿岩石排烟系统(5,6]。两者的结合具有输送距离长、输送效率高,稳定性好7,8]。因此,自动的岩机已经成为不可或缺的类型的设备连续或半连续高效露天矿的开采技术。
目前,连续降雨的作用下,风化、和人类干扰,不均匀沉降或当地崩溃的现象经常出现浪费填海区的岩石和土壤(9- - - - - -11]。然而,岩石材料的不均匀堆积岩传播者会使这种现象更严重,甚至导致地质灾害和污染12- - - - - -14]。有两个主要原因不均匀岩石材料堆积岩传播者。第一个是衬线技术的不合理的位置。第二个是凹凸不平的岩石堆积造成的不稳定岩石撒布机。随着智能控制的快速发展,精确控制技术已经取得了布局位置和线技术(15]。然而,岩石的动态稳定性问题传播者是很容易被忽略。因此,迫在眉睫的是防止沉降或当地崩溃不均匀造成的填海区堆积材料由于岩石抽风机结构的不稳定。
尽管研究岩石撒布机取得了阶段性成果,岩机的设计主要采用类比设计的方式,和有一个技术瓶颈在岩机的结构改进设计16,17]。杨和聚氨酯18)优化的限制装置pl - 2400岩石撒布机卡车的支持,改善了岩石撒布机的可靠性。盾和王19]提出了叠加和放电过程设计的岩石传播者根据废料堆的尺度参数和设备参数的岩石撒布机。汉(20.和孟等。21)优化的出租车和控制接口岩石撒布机根据工作环境中存在的问题和控制室的岩石撒布机。胡锦涛et al。(22)、张(23)制造了一个新的设计岩石撒布机的润滑系统,使岩石撒布机的工作效率和使用寿命。姚明et al。(24)提出一个方法来限制排放的振动岩石撒布机的繁荣。因此,现有研究成果的基础上,岩石的抽风机,形成一个更完美的结构优化计算方法岩机不仅可以缩短设计周期的岩石撒布机,促进岩石撒布机的标准化和序列化也改善材料的均匀性岩石撒布机和防止严重下沉或滑坡填海区在某种程度上。
结构拓扑优化是一种有效的轻量级设计方法解决复杂工作条件(25- - - - - -27]。矿山工程领域的相关学者研究了不同类型的结构部分采用拓扑优化理论,取得了好的结果(28,29日]。吴et al。30.)应用的变密度拓扑优化方法主臂液压凿装载机的小胳膊。结果表明,体重下降了8%,但压力降低,提高安全系数。唐et al。31日)建立了拓扑优化模型的关键结构部件的馈线采用变密度法和子结构方法并进行优化。优化后结构的固有频率提高4.17%和6.30%,分别和最大动应力降低了46.4%,提高了整体刚度和结构可靠性的支线。彭日成et al。32)使用拓扑优化方法来研究轻型履带架的工作- 75基于多体动力学的挖掘机。拓扑优化后,主要支撑板和肋板的厚度的履带架降低,提高材料利用率。
总之,相关学者已经取得了一些进展岩石结构稳定性和拓扑优化分离器(33),但是他们并没有形成一个完整的优化设计方法和理论的动态稳定性的关键结构岩石传播者。根据现场调查和理论分析,很容易产生大影响振动由于大自重岩机的关键结构及其低阶频率接近固有频率。这不仅导致回转轴承的使用寿命短的接收繁荣和抗衡的繁荣也使液压缸的失败连接放电繁荣不时(34]。更重要的是,它将导致岩土材料的均匀放电的岩石撒布机。针对上述问题,首先,实际的负载条件下的岩石分离器进行了分析,在此基础上,现有结构的静态和动态分析,并在其动态稳定存在的问题进行了讨论。然后,拓扑优化分析的三个主要结构部分放电的手臂,接收部门,进行主塔采用变密度拓扑理论。然后,基于拓扑结果并结合现场应用情况,每个结构的新设计。最后,静态和动态验证的关键结构部件进行拓扑优化后,整个机器进行联合仿真来验证拓扑优化结果的正确性。在这里,它的目的是探索一套拓扑优化设计理论和方法适用于大型岩石撒布机的关键主要结构部件,以改善其主要结构部件的动态稳定性,并使结构部件上的压力均匀,充分发挥材料的机械效率。研究结论可以提供解决的一个重要保证放电均匀的岩石传播者和间接抑制或阻止严重的结算或当地滑坡的填海区浪费岩石和土壤。
2。分析岩石撒布机的负载特征
岩石撒布机主要由接收系统、卸料系统,俯仰系统,平衡系统,主塔,履带行走装置。整个机器的原理图如图1。以某种类型的岩石机为研究对象,这种类型的岩石撒布机的主要设计参数如表所示1。
在卸货的过程中岩石,岩石分布将受到复杂的负载,这是伴随着满载启动和制动的过程中,突然卸载,爬一个负载。在计算过程中,负载价值决定根据综合考虑材料的输送能力和外部环境负荷(35,36]。根据钢结构的设计的代码移动连续批量物料搬运设备,负载的岩石撒布机是量化。然后,它是设计和检查按照下列工作条件(37,38]:条件我:岩石撒布机只有自重荷载(空载工况)条件二:正常操作的岩石分布与风荷载(额定负载)条件三:异常操作(额定负载与风荷载和地震荷载)
缓解的影响岩石撒布机在接收繁荣在工作过程中,接收繁荣的左端与接收的繁荣支持通过导轮组和导轨电车。导轮组的长度是2500毫米,和导轨的长度的左端接收繁荣是7500毫米。在工作过程中,导向轮集团的位置决定了三种典型的工作职位获得繁荣。这三个职位如下:支持的导向轮车卸货车位于左极限位置,中间位置,导轨和右极限位置。有三种典型的工作职位卸货繁荣的岩石卸料机:放电的繁荣是水平的,卸货繁荣向上13°,卸货的繁荣是向下4°。
每个部分的影响分析:①接收繁荣岩石撒布机支持整个接收输送机完成接收操作。接收繁荣的左端与接收的繁荣支持通过导向轮小车导轨,右端是通过回转支承轴承悬浮在抗衡的繁荣。接收繁荣的重量直接影响回转支承轴承的使用寿命。②卸货的繁荣支持整个卸料输送机完成卸货操作。卸货的繁荣主要实现的俯仰运动通过液压缸卸繁荣。卸货繁荣的质量直接影响到液压缸等部件的使用寿命。③主塔是用来解决卸货繁荣和制衡的繁荣。上述三个关键结构部件占据非常重要的地位的上部结构岩石撒布机,及其结构的合理性直接影响到整机的工作灵活性和能源消耗。
接收繁荣的负载和工作条件组合表所示2。装载和卸货的工作条件组合的繁荣如表所示3。
3所示。静态和动态特性分析,岩机的关键结构
3.1。有限元分析的结构
3.1.1。有限元分析的理论结构(39]
结构的动力学方程如下: (在哪里米结构质量矩阵,阻尼矩阵,刚度矩阵,位移矢量,力矢量。
静态分析的线性结构,忽略时间的影响。下面的关系可以推断相结合(1): 在哪里静载荷而不考虑时间效应。
负荷下结构的应力、应变值可以通过求解方程(2)。根据变形值和应力值,我们可以检查结构是否满足用户需求在不同的工作条件。
结构应变可以表示为 在哪里是应变矩阵,是集中负荷矩阵,是形状函数矩阵,是节点位移矩阵,然后呢是恒应变元素矩阵。
结构应力可以表示为 在哪里是应力矩阵,是弹性矩阵,是应变矩阵,是节点位移矩阵,然后呢是恒定应力元素矩阵。
Q345E主要用作岩石撒布机的繁荣物质。针对负载的复杂性,第三强度理论和第四强度理论需要检查岩石的强度分布结构。因为第四强度理论主要考虑主应力的影响 ,它比第三强度理论更接近现实。因此,岩石摊铺机结构的静强度检查根据压力值由第四强度理论计算。
•冯•米塞斯应力可以表示为 在哪里 , ,和的三个主要强调任何粒子, 。
强度检查标准如下: 在哪里最大等效应力和吗许用应力。
结构刚度可以表示为 在哪里元素刚度矩阵和吗是单位四面体体积。
Q345E用于繁荣的许用拉应力结构的岩石撒布机是(σ)= 345 MPa,但容许安全系数在不同工作条件下明显不同。根据《钢结构设计规范的移动连续批量处理设备,“不同的安全系数应选择岩石分布在不同工作条件下的结构(36容许应力表,如表所示4。
根据《钢结构设计的代码,“繁荣的容许挠度值的岩石撒布机是L / 250 (39]。接收繁荣是50米的长度,所以容许挠度是250毫米。卸货繁荣的长度是21.6米,所以容许挠度是86.4毫米。主塔的高度为20米,容许挠度是80毫米。
3.1.2。建立三维实体模型的关键结构
结构材料属性的赋值如下:弹性模量E= 210 GPa,泊松比μ= 3,密度ρ= 7850公斤/米3,屈服强度σ= 345 MPa。提高仿真的效率,在不影响精度的基础上的主要对象,一些二级结构部分简化如下(40]:(1)鱼片,一些特性,比如螺纹孔和倒角是简化(2)接收输送机,行走平台栏杆、传动装置和换向装置的形式添加到相关的繁荣负载(3)结构上的连接板的影响被忽略(4)焊接和螺栓连接将被忽略(5)建立了钢丝绳使用的线体子模块的“几何”“ANSYS机械”
接收繁荣的模型、卸货繁荣和主塔图所示2。
3.1.3。关键零部件的有限元解和分析
(1)有限元分析获得繁荣。导轨的左端接收支持繁荣的导向轮支持电车,所以平动自由度沿着导轨的方向被释放,和其他方向的自由度是有限的。右端接头与固定端铰接接头卸货繁荣,所以周围的旋转自由度悬挂轴铰链被释放,和其他方向的自由度是有限的。
如图3工作条件下,三世,接收的最大变形繁荣是66.74毫米,这发生在接收繁荣的中心跨度;最大的压力是190.67 MPa,这发生在垂直钢板的左端接收繁荣。
(2)有限元分析卸繁荣。根据匹配条件的放电繁荣和回转平台,它的牙可以设置为一个铰链接合;也就是说,它可以限制运动自由度XYZ方向和转动自由度X -和Z设在和释放的旋转自由度Y设在。之间的连接杆和液压缸铰接;也就是说,运动自由度XYZ方向和周围的旋转自由度X -和Z设在是有限的,和周围的旋转自由度Y设在释放。
当添加一个负载,为了更好地模拟行走平台栏杆和输送机的负荷,modeler模型处理的设计在ANSYS Workbench,和印记表面添加位置加载需要应用于模型,以便更准确地应用负载(41]。
从图可以看出4卸货繁荣的总变形位移条件下III是最大的,这发生在第二个和第三个挂点,和最大变形为48.259毫米。条件下三世,卸货繁荣的最大应力为168.77 MPa,这发生在斜腹杆之间的连接和主和弦之间的两组悬挂点,和大多数其他地区的应力分布约为90 MPa或更少。
(3)主塔的有限元分析。从图可以看出5这座塔在不利条件下的最大变形为56.685毫米,和最大变形发生在主塔的顶部。主塔的最大应力值为218.06 MPa,和最大应力的位置发生在连接之间的制衡繁荣和主塔。因为没有加劲肋原塔交界处,结构相对较弱。
总之,通过比较的许用应力值表4和上面提到的偏转和变形的容许值和分析数据3- - - - - -5,可以看出,最大应力值和最大挠度和变形等关键部分的价值获得繁荣,卸货繁荣,和主塔是在安全范围内,但是他们都是丰富的,有很大的优化空间。此外,不同部位的应力和挠度分布不均匀,应力和挠度在许多地方非常小,所以它很难发挥材料的最大效用。
3.2。模态分析的繁荣
接收繁荣和放电繁荣配有带式输送机,驱动电机、惰轮等。这些部分的周期性工作将不可避免地带来繁荣的激励源和影响的动态性能。繁荣的激励下会产生复杂的振动和变形空转和运动,所以研究热潮的动态特性有很大影响的安全性和使用寿命。在动态分析的基础上,模态分析是一种常见的结构动态特性分析的方法。模态分析可以用来解决振动的固有频率和主要模式的繁荣岩机(42),频率和共振位置岩石撒布机的繁荣。根据分析结果,优化设计可以进行岩石撒布机,它提供了一种理论依据改善动态特性的繁荣。
当驱动电动机的速度是1485 r / min,驱动电动机的励磁频率f= 1485/60 = 24.75赫兹。辊旋转励磁应该根据皮带速度计算。额定工作条件下的岩石撒布机、皮带速度= 4米/秒,所以激励频率f= 1000/πd = 4000/159π= 8赫兹。如果选择±15%共振乐队(43),造成的共振带惰在6.8赫兹∼9.2赫兹的范围。
3.2.1之上。模态分析获得繁荣
模态计算接收繁荣是由ANSYS Workbench中的模态模块。周围的自由度x在悬挂点设在释放的右端接收繁荣,和其他的自由度是有限的。自由度的繁荣的左端z设在被释放,所有其他方向的自由度受限。繁荣的前六个模式可以通过解决繁荣的模式,如图6。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
接收繁荣的频率远离汽车,所以它不会影响电动机的振动频率。5次获得繁荣的固有频率是7.60赫兹,容易引起共振的共振乐队的空转。
根据振型图在图前六的模式6和振动模式描述在表5可以看到,它的刚度的负责人接收繁荣弱,和多级振动模式显示接收的最大振动模式在繁荣。接收繁荣的第一固有频率较低,所以有必要优化接收繁荣的结构,以提高接收繁荣的低固有频率,改善其动态性能,减少共振的危险。
3.2.2。模态分析卸繁荣
同样,约束是对放电的繁荣,进行模态分析,获得第一个六个模式。计算结果如图所示7。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
从上面的图可以看出7和表6每个订单的自然频率的放电繁荣远远不同于电动机的励磁频率,所以电机励磁不会引起共振。然而,第五,sixth-order卸货繁荣的固有频率是8.36赫兹和8.93赫兹,分别,这都是共振频带内的空转,容易引起共振。
4所示。轻摇滚机的关键部件
4.1。拓扑优化的基本理论
以下4.4.1。基于变密度拓扑优化方法(44,45]
拓扑优化模块的ANSYS Workbench使用变密度方法优化拓扑结构。首先,连续体结构由有限元离散方法,和相对密度和弹性模量之间的关系的密度插值函数表示形式的连续变量。然后,以元素的相对密度为优化变量,每个元素对应于一个优化变量的优化过程。通过改变每一个优化变量的值,每个元素的弹性模量和结构刚度矩阵的改变,这样的材料重新分配矩阵模型,最后,最优结构满足压力、变形和其他约束条件。
4.1.2。数学算法对拓扑优化(44- - - - - -46]
拉格朗日乘子法是一种重要的方法来解决极值问题和条件固定值问题。它的中心思想是将原始函数在约束条件下的极值问题的功能在无约束条件下的极值问题,也就是说,要完成从一个约束优化问题转换为无约束优化问题。自引入拉格朗日乘子方法简化了数学计算过程,选择拉格朗日乘子法来解决变密度拓扑优化问题。
假设每个虚拟细胞密度的拓扑优化空间ρ我的实际密度,优化的空间ρ0。虚拟密度之间的关系ρ我和实际密度ρ0可以表示如下: 在哪里x我元素的相对密度和吗我所有元素的总数在优化空间。
然后,当相对密度x我= 1,这意味着这里的实体;当相对密度x我= 0,这意味着这个洞是掏空了。相对密度x我被定义为软件的阈值。设置不同的阈值,拓扑结果是不同的。当然,这是必要的,以确保0≤x我≤1。相对密度x我收敛到0或1,惩罚因子p介绍了。K我用于表示的相对刚度我th元素,K0代表固有的刚度拓扑空间。相对刚度和固有的刚度之间的关系如下:
根据胡克定律, 在哪里F是加载,K刚度矩阵,U位移。
的灵活性和刚度互为倒数。如果灵活性C,也就是说,
拓扑优化的目标是减少结构的灵活性,即最大化材料刚度。的体积比之前和之后的优化作为约束条件。每个单元的相对密度的拓扑优化空间作为设计变量。在上述的基础上,可以获得拓扑优化的数学模型如下:设计变量: 目标函数: 约束: 在哪里k是集剩余材料的比例,它是决定性的参数设置在拓扑优化之前,然后呢拓扑优化前的总量;和最小值和最大值的相对密度值分别的元素。限制范围的值可以确保不会产生一个单一的结构总刚度矩阵。
基于拓扑优化的数学模型和拉格朗日乘子法,构造函数可以表示如下:
当函数极值,
派生出来的x我两边方程(14)和简化它,可以得到以下方程:
派生出来的x我两边方程(10),可以获得以下方程:
将方程(17)方程(16),可以获得以下方程: 在哪里需要的任何值。从方程(9)和(18),当函数(14)的极值, ,以下可以获得:
让 ,代入方程(20.):
在这里,k表示元素的数量x我≤1和迭代方程x我可以表示如下:当 , 当 ,它不符合实际情况,所以 当 ,相对密度超过下限
上面的列表是应用拉格朗日乘子法的数学计算过程来解决基于变密度拓扑优化问题的方法。只要拓扑优化前后的体积比是有限的,每个单位在设计空间的虚拟密度可以通过一定数量的迭代计算。如果一个地方的密度是1,这意味着它是保留;如果密度为零,这意味着设置为一个洞;如果两者之间的密度,这意味着它的一部分保留,所以拓扑优化问题能够解决。
ANSYS Workbench的拓扑优化过程如图8。
4.2。拓扑优化分析
4.2.1。准备拓扑矩阵模型
结构拓扑优化之前,有必要建立一个合理的拓扑优化矩阵模型。一般来说,初始模型应该大于或等于外部维度的原始结构。根据设计输入收到的繁荣,卸货繁荣,和主塔的整体形状和实际工况,拓扑优化矩阵模型的关键部分,如图9建立了利用SolidWorks软件。
4.2.2。拓扑优化计算
拓扑优化在强度和刚度的前提下完成满足要求。在ANSYS Workbench中,设计变量,目标函数,约束定义,剩余材料比例的价值k设置,与剩余价值的材料比例一致k设定的拉格朗日乘子方法在前面的理论。拓扑优化模块可以根据输入迭代相对密度的百分比保留材料最后删除区域材料的相对密度小于1。前面的计算后,保留材料的百分比在70%∼90%,收敛效果好。五组拓扑优化的计算与材料去除百分比为15%,16%,17%,18%,19%,和20%进行接收繁荣和放电繁荣结构。拓扑结构图如图10和11。
五组拓扑优化计算与材料去除百分比为17%,18%,19%,20%,21%,和22%主塔结构进行。拓扑结构如图12。
的均匀性和合理性的结构拓扑优化得到的分布不同k值,并结合现场应用条件的特殊性,k= 0.18采用接收的手臂,卸料臂、主塔作为后续重建的基础。
4.2.3。优化后的模型重建
有许多不规则的零件拓扑优化后的模型,我们需要遵循的原则重建模型时可制造性:(1)修复模型的过程中,我们需要考虑可制造性。我们需要使用直栏而不是弯曲部分的拓扑优化结果。一方面,不容易产生弯曲网络成员,这将增加生产成本;另一方面,弯曲的网络成员可能会影响其他部分的安装。因此,保持整体结构不变的情况下,弯曲网络成员拓扑优化后直接变成网络成员(2)因为并不是所有的细胞密度是0或1拓扑优化后,有些不合理的地方需要修改的位置拓扑优化结果。修复模型时,应该注意的是,颜色较轻的部分是中间密度单位,这是可移动的单位(3)确保轻量级的繁荣,我们尝试使用酒吧取代板,也可以最大化的轻量级的繁荣(4)在重建过程中,我们试图让成员形成一个三角形连接,因为更多的三角形会让繁荣结构更加稳定和繁荣的刚度将得到改善(5)的原始结构之间的连接部分两端的繁荣和岩石撒布机的其余部分不应尽可能的改变,以保证正常的组装部件
优化模型得到繁荣,卸繁荣,和主塔图所示13。关键部件的重量比较优化前后表所示7。
4.2.4。优化后模型验证
(1)验证优化后的繁荣。指前面的方法和计算过程的静态和动态特征得到繁荣,优化的静态模拟和模态分析获得繁荣。接收繁荣的变形和应力分布在优化条件下三图所示14;比较优化前后的变形和应力如表所示8。低阶的模态如图形状优化的繁荣15之前和之后的优化,动态性能比较如表所示9。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
从图可以看出14和表8第三最糟糕的条件下,优化后的接收繁荣的最大变形优化前相比减少了10.8%。最大应力增加了6.2%,但仍在安全范围内,和优化繁荣的压力往往是统一的,所以很明显,新结构更为合理。
根据图15和表9优化后,接收繁荣的多级振幅减小,其刚度在一定程度上改善。优化后,所有低阶固有频率的繁荣在一定程度上改善,尤其是5阶频率变化从6.78赫兹到9.32赫兹,38.68%高于优化前,避免造成的共振乐队空转。接收繁荣的固有频率的提高意味着繁荣的整体刚度的提高,这使得岩石撒布机的运行更稳定。
(2)验证优化后的卸货繁荣。指前面的方法和计算过程的静态和动态特征放电繁荣,静态模拟和模态分析进行优化放电的繁荣。卸货繁荣的变形和应力分布在优化条件下三图所示16。比较优化前后的变形和应力如表所示9。优化放电繁荣的低阶模态形状如图所示17之前和之后的优化,动态性能比较如表所示10。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
从图可以看出16和表10第三最糟糕的条件下,优化放电的最大变形繁荣增加12.7%,最大应力增加16.8%,但它们在安全范围内。值得注意的是,新结构的最大应力和变形更均匀地分布,设计更为合理。
从图可以看出17和表11卸货的繁荣的基于频率的共振频率范围内优化之前空转,而优化后的第一个五秩序模式避免空转的共振频率,提高了动态特性的放电繁荣在一定程度上。
(3)整机虚拟样机验证。核实岩石撒布机的结构是否符合整体负载需求优化后,优化接收繁荣,卸货繁荣,和主塔重建,验证了有限元分析。
接收繁荣的行动是最常见的在岩石撒布机的操作。本节主要关注接收繁荣的应力和变形岩石的机在额定负载下,风荷载、地震荷载在上层,水平,和更低的职位。有限元分析为整机模型进行拓扑优化后组装,材料特性,负载,和边界条件设置单一的相同部分分析,有限元模型如图18。
仿真分析进行了三个主要的位置上一行,下一行,和岩石的水平行撒布机在危险的工作环境。工作的三个不同的变形和应力云图如图位置19- - - - - -21。
从数据可以看出19- - - - - -21和表12最大变形发生在三个不同工况条件下的中跨位置获得繁荣。最大应力发生在垂直钢板在左边的接收繁荣。其中,岩石的最大挠度和最大应力分布上放电条件下更大,57.72毫米和218.41 MPa,分别,但都在安全范围内,满足工程要求。从表可以看出7接收繁荣的重量,卸货繁荣,主塔是降低了5%,4.1%,和4.5%,分别。可以看出,每个关键结构部分的拓扑轻量级不仅降低了整机的重量,降低了生产成本和设备的权利,但也降低了岩石的接地压力分布在一定程度上,提高了岩石撒布机的安全。
5。结论
(1)实际的负荷特性分析、结构拓扑优化和重建,每个优化部分的静态和动态仿真,和整个机器的静态和动态性能分析验证优化的正确性的关键结构岩石撒布机。一组拓扑优化设计理论和方法适合大型岩石撒布机的关键主要结构部件,形成解决问题的大型振动和放电均匀性差(2)拓扑优化后的关键部分,获得以下结论的稳定。①接收繁荣的多级振幅减少,在一定程度上可以改善它们的刚度。和它的低阶固有频率提高,避免造成的共振乐队空转。②前五的模式放电繁荣避免空转的共振频率,提高了动态特性的繁荣在一定程度上。③与优化前相比,收到的重量繁荣,卸货繁荣,和主塔可以减少5.0%,4.1%,和4.5%,分别,但他们的压力分布更均匀,结构更合理(3)优化组装岩机的关键结构,建立了虚拟样机。最糟糕的工作条件下,最大挠度变形和接收繁荣的最大等效应力,卸货繁荣,和主塔在安全的范围内优化后,可以满足岩石撒布机的工作要求。拓扑优化的正确性轻量级设计验证。数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
这项工作是由山西省重点研发项目的基础(国际科技合作)(批准号201803 d421041),陕西省重大科技项目,中国(批准号20181101017),山西省和应用基础研究项目,中国(批准号201701 d121017)。