图29 不同载重下的链索张力图
现将不同载重下的链索张力列表如下:
表11 不同载重下的张力
载重T(N) 张力F(N)(max)
20 1498.2
30 1498.8
40 1499.4
分析与结论:在载重不同的情况下,链索的张力略有不同。随着载重的增加,链索由于重物的竖直向下的作用力而在相互间产生拉紧,故链索的垂度会增加,但对于在预紧力作用下的链索,在载重不太大的时候,垂度的增加是不明显的。取受载链环来分析,为了平衡自身重力和重物所受到的重力,在链环两端接触处受到两个张力,由这两个张力的合力来平衡总重力。随着重物重量的增加,两张力的夹角会减小,但由垂度改变而引起的张力夹角变化并不明显,而重力的增加是明显的,故张力随载重增加略有增大。
?总结:
在上述的振动性分析和张力分析中,利用了ANSYS Workbench 14.0中的瞬态动力学模块Transient Structural 对索道系统模型进行分析求解,主要针对链索跨距的不同和系统运行速度的快慢来比较同一链环接触处某节点的振动特性和张力特性。
当链索跨距成为可变量时,随着跨度的增加,链索模型的振幅会有所增大,频率变小,而链索跨距的大小,对张力变化的影响并不明显,但是,如果链索跨距明显减少,由于预紧力的作用,振幅会减小,张力变大,频率也变大。
当索道系统速度成为可变量时,随着速度的增加,振幅有所增大,而频率随速度的增大而减小,在低速的情况下,速度的增加对张力影响不大。
当链索挂载重量成为可变量时,随着挂载量的增大,振幅增大,频率变化不明显,而张力随挂载量的增大而有所增大,但总体上变化趋势较为稳定。
4 总结与展望
4.1 总结
本文主要完成了链式货运索道系统的建模,并利用有限元分析软件ANSYS Workbench 14.0对链索的有限元模型进行静力分析,了解其静态特性,然后进入动力学分析中的模态分析,对链索模型进行含有预应力的模态分析,提取出模态特性:系统的
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固有频率和振型。最后利用瞬态动力学模块Transient Structural对链索模型进行瞬态动力学分析,得出其振动特性和张紧力特性。本文的总结与结论如下:
(1)索道的建模方面。利用PRO/E软件建立索道的基本单元——链环,然后在PRO/E的装配模块中进行链环的装配,建立起索道系统的简化分析模型。
(2)静力分析方面。通过将PRO/E模型导入到ANSYS Workbench 14.0软件中,利用静力分析模块Static Structural进行简单的静力分析,并通过后处理模块得出变形、应力和应变云图。
(3)模态分析方面。建立含有预应力的模态分析模块Pre-Stress Modal进行模态分析,提取其模态特性,获得其前六阶固有频率和振型。
(4)瞬态动力学分析。为了获得其动态特性:振动特性和张紧力特性,在瞬态动力学模块Transient Structural中进行瞬态动力学分析,在分析的过程中,设置好链环之间的接触关系和装配关系,然后通过求解,后处理得到链环任意节点随时间变化的曲线和张紧力曲线。 4.2 展望
由于时间和硬件条件的限制,本文在链索的建模和分析方面还有很多的不足之处。如对索道模型的简化和提取与现实有一定的差距,在现实情况下索道经历爬坡、平移、下坡等过程,运动过程复杂,在本文中,仅简化为水平位移时的索道性质分析,故在进行静力和动力分析时所采用的约束和加载有很多欠妥之处,致使分析的结果与现在的情况有一定的差距,且由于本人学习不够深入,未能成功将风载荷引入索道系统中进行问题的深入考虑和分析,故能在考虑更多因素的情况下研究会更有使用价值。
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致 谢
本毕业设计是在李君老师的悉心指导下完成的,李君老师严谨的治学精神,精益求精的工作态度,深深地激励着我要踏实、认真的完成这个设计工作。老师不仅仅在学业上指导着我,更多的教导我对待人生的态度,在此向李君老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。感谢在设计过程中和我一起奋斗的同学们,感谢我们的毕业设计小组给我的帮助,正是由于你们给我不断的支持,和技术上的帮我,我才能够克服在设计过程中遇到的难题,顺利地完成本设计工作。
从开始接手课题,到最后能够顺利完成本课题的设计,感谢身边师长、同学和朋友对我的帮助,感谢我的父母给予我无微不至的关心,正因为有你们,我才能有机会顺利完成我的大学学习。
最后,再次对我的同学,老师,家人,朋友给予衷心的感谢!
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