锤片式饲料粉碎机架板的有限元分析及拓扑优化

作     者：张永杰 徐红梅 JAY H Kim 刘爽 王成龙 姜威 ZHANG Yongjie;XU Hongmei;LIU Shuang;WANG Chenglong;JIANG Wei

作者机构：华中农业大学工学院/农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070 College of Engineering and Applied ScienceUniversity of Cincinnati2901 Woodside DriveCincinnatiUS 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(51875230) 中央高校基本科研业务费专项(2662019PY082) 

出 版 物：《华中农业大学学报》 (Journal of Huazhong Agricultural University)

年 卷 期：2019年第38卷第5期

页      码：159-167页

摘      要：以某锤片式饲料粉碎机转子系统架板为研究对象,采用ANSYS Workbench软件对其进行静力学计算与模态分析。结果显示:实际工况下架板的最大总形变量为0.035mm,其发生在中间支撑板上装有8块锤片的2个销轴的安装孔处,架板沿X、Y及Z轴方向上的最大形变量分别为0.035、0.001以及0.016mm,各形变量均较小且与架板实际受力情况相符;架板所受最大应力为165.72MPa,且应力较大的部位仅集中分布在中间支撑板上装有8块锤片的2个销轴的安装孔附近,架板上绝大部分位置的应力值均在36.862MPa以下;架板的一阶固有频率为339.79Hz,且前六阶固有频率均远大于粉碎机的激振频率58.33Hz,但其存在较大的材料冗余。基于此,对架板进行拓扑优化,并根据材料去除率为50%的计算结果对架板结构进行优化设计,优化后架板的质量由最初的46.66kg降至25.85kg。对优化后的架板进行静力学计算与模态分析,结果表明,全新的架板的强度与刚度均足够,且其材料冗余量大幅降低,架板在工作过程中不会发生共振。

主 题 词：粉碎机架板 静力学计算 模态分析 拓扑优化 静动态特性 结构优化 ANSYS Workbench 

学科分类：080706[080706] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

D　O　I：10.13300/j.cnki.hnlkxb.20190423.005

馆 藏 号：203705877...