摘要：针对碟片离心机转鼓装配体工作应力的尚无成熟计算方法,将碟片架、碟片组、顶碟构成的内装件简化为具有质量离心力等效件,对转鼓进行了受力分析,构建有限元模型,确定约束边界条件,定义接触对的接触行为关系,将内装件质量离心力按不同方案模拟加载在转鼓盖及转鼓体,得到相应的结构应力分析结果,分析了螺纹接触区域应力,讨论了理想刚度系数;分析结果表明:综合考虑胶乳流体压力、内装件质量离心力及装配接触行为时,有限元分析方法及结果更接近转鼓的实际工作状态,转鼓应力分布不均匀,分析得到了结构薄弱区域,转鼓体沉渣区、侧壁以及螺纹副等位置局部应力水平偏高,转鼓体最大应力、变形位置与实际裂纹、变形产生部位相吻合,内装件质量离心力作用于转鼓盖相较于转鼓体时引起的应力、变形将更大一些,建模方法、分析结果对碟片离心机转鼓设计、强度评价、结构优化等具有指导意义与借鉴价值。

摘要：针对高速胶乳离心机转鼓体受载大,应力分布不均,局部应力值大等问题,运用多目标优化设计方法,改善其结构及应力分布。建立转鼓有限元计算模型,分析转鼓的受力和约束条件,得到转鼓体的应力和应变云图;以转鼓体外径R_1、高度H_1、筒体壁厚D_1和底面厚度D_2作为目标参数,进行结构优化。优化结果:R_1,H_1和D_1分别减少了4.180,3.640,2.353 mm,D_2增加了1.518 mm;最大等效应力减小了21.09 MPa,下降率为4.29%,最大局部应力减小;总质量减小了1.042 kg,下降率为5.85%;最大变形量相对减小0.001 35 mm,下降率为0.65%,基本达到了优化目标。研究结果及分析方法对碟式分离机结构优化具有参考价值和借鉴意义。