1 破碎錘的力學(xué)模型

1、1破碎錘的力學(xué)模型破碎錘是一種將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械沖擊能的破碎機(jī)具。在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于礦山、冶金、市政工程、道路工程等行業(yè)施工中。液壓錘工作環(huán)境惡劣、對零部件結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、制造工藝都有相當(dāng)高的技術(shù)要求。圖3釬桿尺寸圖2液壓破碎錘的有限元分析液壓破碎錘結(jié)構(gòu)如圖1所示，由活塞1,缸體2和釬桿3組車?；钊?在缸體2中以一定的速度V從左向右加速移動，如此反復(fù)?；钊?是將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械沖擊能的零件，受到液壓力的推動，以一定的沖擊速度撞擊釬桿3,釬桿3再作用到工作對象上（工作的初期破碎錘的釬桿壓在2.1液壓破碎錘的有限元模型本文采用solid186單元，來劃分活塞和釬桿模型?；钊⑩F桿的材料相同：鋼彈性模量

2、E=2.07e11Pa；密度p=7950kg/m3；泊松比卩=0.3。邊界條件：碰撞活塞的x方向初始速度為9m/s，其他方向的位移進(jìn)行約束，釬桿的尾部固定；利用面面的柔性接觸來模擬活塞和釬桿的碰撞接觸。2.2液壓破碎錘的計算結(jié)果及討論在工程設(shè)計中，只關(guān)心最大應(yīng)力區(qū)域的變化情后減小然后在零位置處上上下擺動，增大也是因為碰撞造成的，然后分離時應(yīng)力就會減小。況，本文中活塞和釬桿的頂部在碰撞過車功能中應(yīng)力變化最為劇烈，因此是本文重點的研究對象，活塞頂部以1140節(jié)點為研究對象如圖5所示:圖5活塞頂部的局部有限元模型圖6-圖8分圖61140節(jié)點處的x方向速度與時間的關(guān)系別給出了此節(jié)點的速度、x方向的應(yīng)力

3、，等效應(yīng)力隨時間的變化情況。由圖6可知，活塞頂部1140節(jié)點的速度大小隨時間的先減小后增加,沖呵I這是由于開始碰撞時速度會減小后來由于釬桿對其反作用，會使其速度反方向增大，圖6的計算結(jié)果是符合工程實際的。由圖7可知，1140節(jié)點處x方向的應(yīng)力大小隨時間先增大圖71140節(jié)點處的x方向應(yīng)力與時間的關(guān)系在圖8中也可以看出類似的規(guī)律，并且最大的等效應(yīng)力發(fā)生在初始碰撞時刻，即0.00105s時，其大小為0.247273E+09Pa。圖7和圖8中，應(yīng)力出現(xiàn)第2峰值是由于應(yīng)力波傳至邊界反射造成的，由于物體中存在阻尼，因此第二次峰值小于第一次峰值。圖81140節(jié)點處等效應(yīng)力與時間的關(guān)系圖9給出了碰圖9碰撞開

4、始瞬間活塞頂部的應(yīng)力等效云圖圖117814節(jié)點處x方向速度與時間的關(guān)系圖127814節(jié)點處x方向應(yīng)力與時間的關(guān)系撞初始時，活塞頂部局部的等效應(yīng)力云圖，由此圖可知：最大的等效應(yīng)力發(fā)生在距離活塞中心一定距離的圓環(huán)處，并且其值為0.433E+09Pa，這對實際的工程設(shè)計中有一定的指導(dǎo)意義。圖10活塞頂部局部有限元模型圖11-圖13分別給出了此節(jié)點的速度、x方向的應(yīng)力，等效應(yīng)力隨時間的變化情況。由圖11可知，釬桿頂部7814節(jié)點的速度大小隨時間的先增加后減小，這是由于開始碰撞時速度會為0由于活塞對其作用才會產(chǎn)生運(yùn)動，圖11的計算結(jié)果是符合工程實際的。由圖12可知，7814節(jié)點處x方向的應(yīng)力大小隨時間先增大后減小然后在零位置處上上下擺動，增大也是因為碰撞造成的，然后分離時應(yīng)力就會減小。在圖13中也可以看出類似的規(guī)律，并且最大的等效應(yīng)力發(fā)生在初始碰撞時刻，即0.00105s時，其大小為0.260489E+09Pa。圖12和圖13中,應(yīng)力出現(xiàn)第2次峰值是由于應(yīng)力波傳至邊界反射造成的，由于物體中存在阻尼，因此第二次峰值小于第一次峰值。utr和叩,I:昨AN沁.jWA昨T君呻圖13圖117814節(jié)點處等效應(yīng)力與時間的關(guān)系圖14為0.496E+09Pa，這對實際的工程設(shè)計中有一定的指導(dǎo)意義。給出了碰撞初始時，活塞頂部局部的等