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采用ANSYS Design Space有限...
ANSYS在桥梁工程中的应用前景
DesignSpace典型应用
 采用ANSYS Design Space有限元分析软件对刀盘进行结构分析
发布者: 出处: 日期:2009/4/3 阅读:1745 推荐:0 点评:0
   

刀盘有限元分析

刀盘是盾构的掘削系统,具有开挖地层、稳定开挖面、搅拌碴土等功能,承受大扭矩、大推力和冲击载荷的作用,工作状况非常恶劣。为此,在采用类比法完成结构设计后,必须对刀盘结构的强度、刚度进行校核,并在此基础上进行结构优化。通过有限元分析与结构优化的互动,可有效提高刀盘结构设计的整体水平与可信度。
采用 ANSYS Design Space 有限元分析软件对刀盘进行结构分析。
1)简化处理模型 ①删除不影响结构强度的螺栓孔等特征;②删除所有刀具;③删除结构中的一些斜肋板;④圆整三维结构中的尖点。
2)调入模型 运行 ANSYS Design Space并调入处理后的模型。
3)定义模型材料 选择模型材料为结构钢。
4)划分网格 选择网格划分精度100,自动划分网格后的模型如图所示。
网格划分
5)施加载荷与约束 取刀盘驱动扭矩为脱困时的工况,从安全的角度考虑,假定载荷全部加于面板上:①取轴向载荷 Fa = 10 000kN;②取扭矩 Nw = 5 300kNm;③取重力 G = 540kN;④固定中心支撑连接面。
6)运行程序 由于刀盘在实际工作中转速很低,故选取静力分析模式运行程序。
7)对后处理结果的分析 最大等效应力为164.4MPa,位于主轴承法兰与支撑钢管连接焊缝处。刀盘所用材料的屈服限为 345MPa,屈服安全系数 ns = 2.1,满足强度条件;最大变形为3.87mm,位于超挖刀所在大圆环处,其相对变形量仅为0.2‰, 满足一般工程上所允许的刚度条件。
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