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解析传动滚筒在输送设备的有限元分析

传动滚筒在现在的应用比较广泛，关于这种材料的知识点，大部分人还不是特别了解，在三维CAD软件Solid Works中创建传动滚筒模型，用有限元分析软件ANSYS,对其进行有限元分析，掌握了传动滚筒的受力和变形情况。结果表明，传动滚筒的设计在强度方面的要求完全满足。

1、建立有限元模型

外形基本尺寸：滚筒直径D=1000mm,筒体宽度L=1600mm,与胀套结合处轴直径为320mm.本文采用三维设计软件Solidworks,分别对滚筒、接盘、胀套和轴建立基本模型，通过特有的装配关系把他们装配到一个新的装配体中，通过这种方法，得到所需要的力学模型。在建模过程中，我们适当的采取简化措施。本文在建立滚筒模型时对其简化方法如下：

　　（1）略去了滚筒轴的所有倒角。

　　（2）不考虑滚筒包胶与传动滚筒之间的相互作用，直接将滚筒质量等效到筒壳上。

　　（3）略去次要构件，将轴承座简化为对轴的约束。

　　（4）由于滚筒为对称结构，取1/2滚筒建立有限元模型，这样可以节省设计时间和费用。做了上述简化之后导入ANSYS中，建立几何模型。

　　2、材料的属性

　　在进行有限元分析前，必须输入滚筒材料的相关属性。

　　3、正确划分模型网格

　　本文采用自由网格划分单元，由于焊缝处和滚筒的过渡面处受力分析很重要，因此要多划分单元，其余大部分采用粗划单元。

　　4、边界条件的界定

　　由于分析的是双驱动传动滚筒，是对称结构，所以我们只分析滚筒模型的一半即可，对模型的约束应该在对称面和轴支撑处。本文滚筒选择调心轴承，由于滚筒轴可以在垂直轴心线的方向上实现一定的转角，因此对轴承的约束通常选用柱坐标来实现边界条件的限定。

　　5、载荷的施加

　　模拟载荷在有限元分析中非常关键。经过分析滚筒表面的载荷有两种，正载荷和切向载荷，正载荷在维包角方向通常符合欧拉公式的变化规律，因此本文对滚筒表面施加载荷的方法是采用函数加载。而切向载荷使用同样的加载方法。除了表面所受载荷以外，传动滚筒还受来自电机端的扭矩作用。本文把扭矩转化为集中力的载荷。