水泥混凝土搅拌站主楼有限元分析.pdf

设备管理&维修技
Equipment Management &Maintenance Technology
水泥混凝士搅拌站主楼有限元分析
Finite Element Analysis of Main Structure of Cement Concrete Mixing Plant
刘耀光,刘少良,甘华
LIU Yao-guang, LIU Shao-liang, GAN Hua
江苏华通动力重工机械有限公司,江苏镇江212003
Jiangsu Huatong Kinetics Co. Ltd. Zhenjiang 212003, Jiangsu, China
摘要】对搅拌主楼结构建立了有限元模型,分析了搅拌主楼的搅拌层、称重层、支腿各结构件的工作应力分布,以
及斜撑位置对大梁工作应力的影响,并对其支撑位置进行了优化,得到了最优的斜撑位置。通过计算分析,合理地选
择搅拌主楼材料,使之既能满足强度要求,又可避免用料过量,提高产品竟争力。
I Abstract I Finite element model of main structure of mixing plant is built; distribution of working stress of mix-
ing story, weighing story and outrigger of mixing plant is analyzed, as well as the influence of position of diagonal
brace on the working stress of crossbeam. The position is optimized and the best position of diagonal brace is
obtained. Through the calculation and analysis, the material of mixing plant is chosen reasonably so as to improve
the competitiveness of products, based on the premise that the strength meets the requirement, and the exces
sive consuming of material is avoided
【关词】有限元;应力计算;大梁;支腿
I Key words Finite element; stress calculation; crossbeam; outrigger
中图分类号:U415.5
文献标志码:B
文章编号:1000-033X(2010)08-0076-03
0引言
2搅拌楼正面结构件应力计算
在水泥混凝土搅拌站中,搅拌主楼的质量约占整机
称重层大梁下表面的弯曲应力如图3所
梁上表
质量(粉仓除外)的45%左右,也是承载最大、受力相对集面的弯曲应力如图4所示。由图3、图4可知,称重层大梁的
中的地方。通过计算分析合理地选择材料,既能满足强度最大拉应力为29.3MPa;最大压应力为29.3MPa
要求又可以避免用料浪费,提高产品竟争力3。
搅拌层大染下表面的弯曲应力如图5所示;大梁上表
面的弯曲应力如图6所示。由图5、图6可知,搅拌层大梁的
1搅拌楼正面整体结构的应力计算
最大拉应力为45.7MPa:最大压应力为45.7MPa
通过在 ANSYS中建立符合实际工作状况的有限元模
以2m3水混混凝土搅拌站为例,其搅拌主楼的结型,分析了搅拌站基础中各结构件的内力和应力。从分析
构分为称重层和搅拌层,分别通过两根T型钢作用在的结果来看,各结构件所受的应力均远小于材料的许用
两层框架的大梁上。根据搅拌机的实际载荷和结构形应力,即在一定的强度裕度的前提下,可以适当减小各结
式,以及搅拌机的实际尺寸和结构对称性,建立其正面构件的尺寸。
的有限元模型,如图1所示,根据实际承载情况,在3、4
1114节点处加上集中載荷(分别为称重层和搅拌层载3斜撑对结构应力的影响及其位量优化
荷的1/4)
从整体的应力分布来看,结构的最大应力分布在上两
若正面的结构中没有斜撑,则通过建立有限元模型,
支腿及两大梁处,见图2。下面分别对各结构件进行分析。得到应力分析如图7所示。
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4
9
图5搅拌层大梁下表面弯曲应力
52E3
+5TE+08
图6搅拌层大梁上表面弯曲应力
图1境拌楼正面有限元模型
243E-(8
238E+7
2IE+(%
S57ETUR
单位:Pa
179E*08
56461
图7无斜撑正面结构应力分析
距离下支腿的距离分别为1.9966m、2.5041m,搅拌层横
日2结构应力分布
梁最大弯曲应力为44.34MPa。
从減小大梁最大弯曲应力的目的出发,建议称重层
大梁斜撑位置为1.45m、1.90m;搅拌层大梁斜撑位置为
2.0
193E+0g
倍P4大梁对接处螺栓联结应力计算
图3称重层大架下表面曲应力
4.1称重层大梁对接处螺栓联结应力计算
首先计算称重层大梁在中间对接处的弯距和应力。
称重层大梁的弯距分析如图8所示
)7E+0)8
.429E-07
羊位:Pa
图4称重层大梁上表面弯曲应力
从 ANSYS的计算结果来看,当梁两端有斜撑时,将大
大减小梁的最大应力。但并没有一个理论来指导如何找到
61Dg412i4
9899
单位:N
斜撑的最佳位置。通过 ANSYSA的优化设计,分析斜撑的最
图8称重层大梁的弯距
佳位置得出:上斜撑距离上支腿的距离分别为1.4871m
由图8可知,在大梁对接的中间处的弯距为19188
1966m,称重层横梁最大弯曲应力为2233MPa;下斜N-m,当槽钢与エ字梁接触不完全时,螺桙受力最大,在
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