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1、卧式振动离心机主振弹簧的特性试验摘 要:在橡胶弹簧本构模型的基础上,采用试验研究与有限元分析的方法,对橡胶弹簧的性能进行研究。通过试验,得出橡胶弹簧剪切刚度和动刚度的载荷-位移变化曲线。在不同的本构模型下拟合试验结果曲线,将拟合出的曲线与原试验曲线的对比分析,由曲线间的误差确定最适合的本构模型是五参数的Mooney-Rivlin本构模型。在选择的本构模型下,应用有限元分析软件对橡胶弹簧进行应力应变的分析验证有限元分析的准确性。通过研究发现橡胶弹簧线性和非线性的区分点,非线性刚度变化特性以及试验得出的橡胶弹簧
2、本构模型,为未来的分析计算提供了有利的理论基础和试验验证。关键词:橡胶弹簧;试验;有限元分析;刚度;职称论文TherubberspringcharacteristicstestofthemainvibrationspringinhorizontalvibratingcentrifugeKANXiao-ping,LIANGJin-gang,DONGXiao-lei,LIANGHao(TangshanResearchInstituteofChinaCoalTechnologyEngineeringGroup,T
3、angshan 063012,China)Abstract:Basedonrubberspringtheoryandconstitutivemodel,performancesofrubberspringemethodslikeexperimentandfiniteelementanalysis.Gettheload-displacementcurveofpressionstiffnessanddampingstiffnessofrubberspringthroughthetest.Fittestresul
4、tscurvesindifferentconstitutivemodels,bythecurveerrorinethemostsuit-ableconstitutivemodelofrubberspringis5parametersMooney-Rivlinconstitutivemodel.Basedontheappropriateconstitutivemodel,theaccuracyofrubberspringentanalysistoval-idatetheaccuracyofthefinitee
5、lementanalysis.Providedfavorabletheoreticalbasisandexperimentalverificationforthefutureanalysisandcalculationthroughthestudyostsuitablerubberspringconstitutivemodelents.Keyentanalysis;stiffness卧式振动离心机是选煤厂用于小于50mm粒级煤炭脱水的关键设备,与传统立式刮刀卸料离心机相比,具有处理量大、占用厂房高度低、易损
6、件少、筛篮寿命长且简化工艺流程等优点[1]。因此世界各国都在积极发展卧式振动离心机,并逐步形成采用单质体远共振线性振动原理和双质体二次激振亚共振原理两大设计思路。但无论何种思路,其振动系统中主振簧的特性参数都是最主要的参数,世界上所有卧式振动离心机的主振弹簧采用的都是橡胶弹簧,由于橡胶弹簧本质的特殊性,近年来国内外对卧式振动离心机开展的研究主要集中在振动系统的结构、主振弹簧的结构和刚度等方面,研究表明:在不影响脱水效果的前提下,适当改变振动系统主振橡胶弹簧刚度和橡胶弹簧布置方式等可以解决离心机运行不稳定、对
7、入料变化反应灵敏、噪音较高等方面问题[2],因此开展结构已定的主振橡胶弹簧刚度的特性研究,为设计卧式振动离心机选择更合理的弹簧特性参数,以提高我国卧式振动离心机的整体技术水平,缩短与国外同类产品的技术差距。1 橡胶弹簧参数试验在橡胶的制备过程中,不同的加工工艺、不同的配料都会产生具有不同力学性能的橡胶制品。橡胶弹簧在其不同的工作条件下,应力环境也不同。弹簧的刚度、温度变化等对弹簧的实际使用效果影响很大,以1．5m大型双质体二次激振亚共振原理卧式振动离心机的矩形主振橡胶弹簧为研究对象,测试其剪切刚度和不同激振
8、频率下的动刚度,对测试结果进行数值分析拟合,从而得出剪切刚度和动刚度的变化对橡胶材料性能的影响曲线。测试的橡胶弹簧构件如图1所示,尺寸如图2所示。橡胶弹簧主要在剪切方向受力,因此要测试其剪切刚度。由于本次测试研究的橡胶弹簧尺寸较大,不能直接利用万能试验机及动刚度测试系统进行测试,因此从橡胶弹簧上裁取数个试验试件。试件的裁切方式如图3所示。测试的试件刚度为y轴方向刚度。1．1 剪切试验试验设备为长春试验机研究所生产
