鋼結(jié)構(gòu)有限元分析

1、2 受料倉(cāng)與給料機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)有限元分析2.1建立有限元模型如圖2.1破碎站主視圖和圖2.2破碎機(jī)布置圖，它的工作過(guò)程是：卸料卡車間歇把最大入料粒度為1500mm的煤塊倒入受料倉(cāng)，受料倉(cāng)存儲(chǔ)大粒度煤塊。刮板給料機(jī)把受料倉(cāng)的大粒度的煤塊連續(xù)的刮給破碎平臺(tái)的破碎機(jī)。破碎機(jī)把最大入料粒度為1500mm的煤塊破碎成最大排料粒度為300mm的煤塊，煤塊由底部的傳送帶傳出。圖2.1 破碎站主視圖圖2.2 破碎機(jī)布置圖破碎站鋼結(jié)構(gòu)的彈性模量E200000MPa，泊松比m=0.3，質(zhì)量密度r=7.8×10-3kg/cm3。破碎站由支撐件H型鋼和斜支撐(角鋼)組成。在結(jié)構(gòu)離散化時(shí)，由于角鋼和其它部位鉸接，

2、鉸接是具有相同的線位移，而其角位移不同。承受軸向力，不承受在其它方向的彎矩，相當(dāng)于二力桿，所以H型鋼用梁?jiǎn)卧M，角鋼用桿單元模擬。破碎站是由受料倉(cāng)與給料機(jī)和破碎平臺(tái)與控制室兩部分組成，故計(jì)算時(shí)是分別對(duì)這兩部分進(jìn)行的。離散后，受料倉(cāng)和給料機(jī)共686個(gè)單元，其中梁?jiǎn)卧?98 個(gè)，桿單元88個(gè)，節(jié)點(diǎn)總數(shù)為597個(gè)，有限元模型如圖2.3和圖2.4所示。圖2.3 受料倉(cāng)與給料機(jī)有限元模型圖2.4 受料倉(cāng)與給料機(jī)有限元模型俯視圖2.2載荷等效計(jì)算主要結(jié)構(gòu)截面幾何參數(shù)破碎站主要結(jié)構(gòu)采用H型鋼梁，截面尺寸如圖2.5所示，各截面橫截面積A，截面慣性矩Iy，Iz和極慣性矩I如下。圖2.5 截面尺寸料倉(cāng)及給料機(jī)支

3、撐結(jié)構(gòu)料倉(cāng)及給料機(jī)六根支撐立柱(H500×400×12×20)A= 215.2mm2，Iy101947×104mm4，Iz21340×104mm4，I240×104mm4料倉(cāng)BB面橫梁和給料機(jī)EE、FF面橫梁(H400×300×12×20)A=16320mm2，Iy48026×104mm4，Iz9005×104mm4，I181×104mm4料倉(cāng)CC面和DD面橫梁(H400×400×12×20)A=20320mm2，Iy 62479×10

4、4mm4，Iz21339×104mm4，I234×104mm4給料機(jī)兩根縱梁(H550×400×12×20)A=22120mm2，Iy125678×104mm4，Iz21341×104mm4，I243×104mm4給料機(jī)六根橫梁(H400×400×12×20)A=20320mm2，Iy 62479×104mm4，Iz21339×104mm4，I234×104mm4其它橫梁(H400×300×12×20)A=16320mm2，I

5、y 48026×104mm4，Iz 9005×104mm4，I181×104mm4斜支撐的橫截面積125×12：A2856mm275× 6：A864mm22.2.1實(shí)際載荷情況給料機(jī)自重載荷：65000kg相對(duì)應(yīng)立柱梁?jiǎn)卧植孔鴺?biāo)z軸的彎矩如圖2.18所示，最大彎矩位于BB面中風(fēng)載作用面的立柱，底部最大彎矩0.126×108N·mm，在BB面拉筋連結(jié)點(diǎn)處彎矩?cái)?shù)值為-0.196×108N·mm，DD面第一根水平橫梁處彎矩為0.25563×108N·mm，圖2.18 局部坐標(biāo)z軸的彎矩圖對(duì)

6、應(yīng)的應(yīng)力如圖2.19所示，BB面中風(fēng)載作用面立柱底部應(yīng)力為19.625MPa，底部連結(jié)點(diǎn)處應(yīng)力為30.605MPa，DD面第一根水平橫梁處應(yīng)力為24.024MPa。圖2.19 局部坐標(biāo)z軸的彎曲應(yīng)力圖兩根縱梁結(jié)果 兩根縱梁軸向力如圖2.20，可見(jiàn)兩根縱梁軸向應(yīng)力很小，最大軸向力192337N，位于F面和縱梁與斜支撐的接觸之間。這里的變形也是最大的。軸的方向與大部分的載荷方向近似垂直。在斜支撐與縱梁連接到縱梁的前端只承受彎矩，不承受軸向力。圖2.20 兩根縱梁軸向力圖兩根縱梁軸向應(yīng)力如圖2.21所示，可見(jiàn)兩根縱梁軸向應(yīng)力很小，最大軸向應(yīng)力13.066MPa，位于F面和縱梁前端之間。圖2.21 兩根縱梁軸向應(yīng)力圖相對(duì)于縱梁梁?jiǎn)卧植孔鴺?biāo)y軸的彎矩如圖2.22所示，其最小彎矩My-0.176×109N·mm，位于斜支撐與縱梁連接處，這里的彎矩最大驅(qū)動(dòng)扭矩作用在懸臂梁頂端。圖2.22 局部坐標(biāo)y軸的彎矩圖對(duì)應(yīng)的應(yīng)力如圖2.23所示，最小應(yīng)力-97.755MPa，位于FF面處，。圖2.23 局部坐標(biāo)y軸的彎曲應(yīng)力圖相對(duì)于縱梁梁?jiǎn)卧植孔鴺?biāo)Z軸的彎矩如圖2.24所示，其最大彎矩Mz0.174×108N