礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈制動狀態(tài)下的力學(xué)特性分析_圖文

1、 力學(xué)特性很有參考價值。圈1圓環(huán)鏈負(fù)荷一伸長特性圍(2材料模型及載荷模型的建立本文所研究內(nèi)容是圓環(huán)鏈負(fù)荷一伸長特性曲線中塑性變形直至完全破斷的曲線段,故可按材料非線性對問題加以處理,認(rèn)為位移和應(yīng)變無限小,應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系是非線性的。采用Von.Mises屈服準(zhǔn)則,將圓環(huán)鏈的受力看作是各向同性材料的微小應(yīng)變問題,按經(jīng)典雙線性隨動強(qiáng)化塑性材料來分析。如圖2,鏈環(huán)1的材料為優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼,例如常用的材質(zhì)23C州iMnMo,其彈性模量E=210GPa,屈服極限盯。=0.92GPa,切線模量E。=0.56GPa,泊松比盧=0.3,密度D=7.8×10。6kg,II蛐3,抗拉強(qiáng)度達(dá)為900一13

2、00MPa(耶270一380。鏈環(huán)2材質(zhì)與鏈環(huán)l相同,本文中通過有限元程序直接把它定義為無約束剛體。圖2圓環(huán)鏈有限元模型.1.鏈環(huán)22.鏈環(huán)1(3計算模型的建立計算模型采用批X126圓環(huán)鏈為例加以描述。為方便計算,假設(shè)鏈環(huán)各橫截面均為半徑相等的圓形,其幾何尺寸如圖3所示。皚圖3+34X126圓環(huán)鏈尺寸根據(jù)鏈環(huán)對中各鏈環(huán)自身受力情況,利用LS/DYNA程序處理兩鏈環(huán)接觸一碰撞界面,采用對稱罰函數(shù)法,每一步先檢查各從節(jié)點(diǎn)是否穿透主界面,沒有穿透則對該從節(jié)點(diǎn)不作處理。如果穿透,則在該從節(jié)點(diǎn)與被穿透主表面之間引入一個較大的界面接觸力,其大小與穿透深度、主片剛度成正比。按照所給定幾何尺寸建立有限元模型,

3、由于兩鏈環(huán)接觸區(qū)域存在應(yīng)力集中,把兩鏈環(huán)接觸各自接觸表面離散成單元尺寸較小的單元,其他區(qū)域離散成尺寸稍大的單元,以便可減小模型的單元總數(shù)。同時,要簡化積分單元和防止沙漏的出現(xiàn)。通過指定單元尺寸,將實(shí)體模型離散成9000個節(jié)點(diǎn)和6200個單元,圓環(huán)鏈有限元模型如圖2所示。2計算結(jié)果分析為便于對鏈環(huán)制動(俗稱卡鏈瞬間的負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)行動力學(xué)分析,在有限元分析中,求解時間設(shè)定為t=10瞄。通過LS一們A分析可以捕捉到圓環(huán)鏈制動時的整個詳細(xì)過程。圓環(huán)鏈在制動狀態(tài)下的動力學(xué)特性主要表現(xiàn)為制動瞬間鏈環(huán)材質(zhì)對速度、加速度、沖擊能量等因素的時間(動態(tài)響應(yīng)歷程。(1制動的速度和加速度變化制動時鏈環(huán)1受到鏈環(huán)2的沖擊

4、,鏈環(huán)2的加速度大小和鏈環(huán)1對鏈環(huán)2的反作用力成正比,所以在制動狀態(tài)下,鏈環(huán)2對鏈環(huán)l的沖擊加速度是反映圓環(huán)鏈力學(xué)性能的一個重要指標(biāo)。由有限元分析得到的加速度一時間曲線(圖4可知,在鏈環(huán)2與鏈環(huán)l剛開始接觸時,加速度急劇增加。大約在I=0.2m8時達(dá)到峰值,約為13.2IIl,孑,然后開始降低,在t=2Ills時,加速度為零。這是因?yàn)樵谥苿铀查g,鏈環(huán)1對鏈環(huán)2的阻力急劇增加,迅速達(dá)到峰值之后,隨即反彈,鏈環(huán)1對鏈環(huán)2的作用力繼續(xù)逐漸減小,直至為零。Nqliilt/s圈4加速度一時間曲線有限元分析得到的沖擊速度一時間曲線如圖5所示。由圖5可以看出,速度是近似線性減小的,在t=0.22Iris時速度衰減到零,隨即出現(xiàn)反彈。同時由圖4及圖5還可以看出,沖擊加速度達(dá)到零的時間比沖擊速度達(dá)到勻速的時間要晚,這是因?yàn)闆_擊速度達(dá)到零并出現(xiàn)反彈時,鏈環(huán)2繼續(xù)受到鏈環(huán)l 的作用力,直到兩者分離。 礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈制動狀態(tài)下的力學(xué)特性分析作者:申進(jìn)杰, SHEN Jin-jie作者單位:煤炭科學(xué)研究總院,太原研究院,太原,030006刊名:煤礦機(jī)械英文刊名:COAL MINE MACHINERY年,卷(期:2008,29(12參考文獻(xiàn)(4條1.GB/T 12718-2001.&