带式输送机在实际生产中经常出现的输送带横向断裂问题为背景展开,分析了工程中诸多横向断带的原因及其严重后果,结合当前断带保护措施的一些不足,对带式输送机的断带过程进行了动态模拟,并运用有限元分析软件对钢丝绳芯输送带进行了一定的理论研究.主要内容概括如下:
(1)研究输送带的物理特性,根据其粘弹性特征建立动态分析所需的输送带动力学模型.重点讨论几人狱welZ模型,Kelvl.n模型和标准线性三种粘弹性模型,比较各自的优缺点,选择适合断带动态分析的输送带模型.推导基于悬垂度的输送带等效弹性模量表达式,并通过实例定量分析,研究悬垂度对等效弹性模量的影响以及其他影响因素.
(2)研究动态分析时托辊和滚筒的计算质量与旋转质量的关系,并推导等效关系式.建立带式输送机系统的离散动态分析模型,包括输送带,驱动系统,改向系统,张紧系统的简化分析模型.研究采用龙格一库塔法对带式输送机断带故障的数值分析,并进行实例仿真分析,重点研究断带后输送带的下滑和卷曲现象的产生及其影响因素.
(3)研究采用有限元分析软件来代替传统实验手段分析输送带的力学性能.在ABAQUS环境下建立钢丝绳芯输送带模型,重点讨论利用简化的圆柱形钢丝绳代替扭转形钢丝绳的误差.通过软件计算输送带的弹性模量与实验值对比,验证该模型的可信度.研究钢丝从输送带中被拔出的力学行为.
(4)研究钢丝绳芯输送带断芯的原因,将前面ABAQUS中所建的输送带有限元模型拓宽到带内钢丝绳断裂情况,并分析输送带在断芯后的力学性能与断裂形式的关系.
