【刮板输送机有限元动力学模型分析4200字】

1 11.2刮板输送机有限元动力学模型 2 2 3 6 8条系统、承载部分中部槽等，其组成如图1.1所示。圆环链一链轮组件表1.1刮板输送机分类方式类别承载能力大小中双链、中单链、边双链刮板输送机影响[641,很难确定其初始值和边界条件，所以我们在对刮板输送机进行建模的时候采用有限元法对系统进行分析，利用计算机数值分析软件MATLAB对实际将各个离散单元的动力学方程进行合并便可以得到刮板输送机整机的离散单元(1)链条和刮板的等效质量在刮板输送机有载荷的一侧和没有载荷的一侧(2)刮板输送机有载荷的一侧和没有载荷的一侧的中部槽受到的来自刮板(3)煤料在刮板输送机有载侧均匀分布；1.1.2刮板输送机离散单元模型本节将链条传动系统分为2n段连续移动的离散质量单元，各单元质量集中，对来建立刮板输送机的离散元模型。为了较好的描述刮式(1.1)所描述的粘性模型和弹性模型属于简单模型，多数情况下要比较1)Maxwell模型成一个Maxwell模型，其模型如图1.3所示。对该模型施加一个应力σ,根据其串联的结构特点，弹簧和阻尼器受到的应力均为σ,则可得到弹簧和阻尼器产生的应变与应力σ的关系分别为：式(1.2)、(1.3)左右两边对t求导，可得：将式(1.3)和式(1.5)带入式(1.6),可得到：由式(1.7)可看出，Maxwell模型的应力和应变呈现出下列特征：若应变ε与Maxwell模型对应的Kelvin-Voigt模型是一种非松弛模型，将一个弹簧和一个阻尼器进行并联既形成一个Kelvin-Voigt模型，其模型如图1.4所示。相等的，均为ε,则总应力为两者各自的应力之和，可得应力和应变的关系为：由式(1.8)可以看出Voigt模型可以更好的描述分析对象的形变和形变恢复而是随时间逐渐恢复，所以Voigt模型可以较好的反应材料对应力的响应过程。根据以上分析，刮板链条的Voigt模型如图1.5所示：c一刮板链阻尼系数，Nm/s,通常该参数与落煤的粘性一起考虑；假设刮板链条长度为L,将机头处链轮以及啮合在链动轮处的刮板链看作一个整体，编号为1,同理将从机尾链轮及啮合在链轮处的刮板链也看作一个整编号为n+1,所以，承载段和空载段均划分为n-1个单元，承载段编号从机头到2n。于是可以得到采用双端驱动电机控制的刮板输送机的有限元模型如图1.6所kkk1k₁(1)机头部分和机尾部分动力学方程效为ka,阻尼等效为ca,于是可将机头部分的动力学模型可简化为图1.7所示：将式(1.11)带入式(1.10)整理得：对机尾的动力学分析同上，机尾部分的动力学模型可简化为图1.8所示：将式(1.14)带入式(1.13)整理得：(2)刮板链上各个离散单元动力学方程离散单元m₂的动力学模型如图1.9所示。F₁-F₂-f₂=m₂a₂将式(1.17)带入式(1.16)整理可得m₂的动力学方程如下：m₂az+k₂(x₂-x₃)+c₂(x₂-x3)+k₁(x₂-θ.R,)+c₁(x₂-0根据式(1.18)可以推导刮板链上第i个离散单元的动力学方程为：ma+k;(x₁-Xi+1)+c(x;-xi+)+k:(xi-xi-1)+C₁-(x;-x也可以将式(1.19)写为：式(1.10)中，mi为第i个离散单元的质量，xi为第i个离散单元的加速度，F-1、F:为第i个离散单元的外载荷，f,为第i个离散单元受到的运行阻力。1.1.4刮板输送机整机动力学方程将式(1.21)写成矩阵形式如