带式输送机压陷阻力的边界元分析.pdf

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1、带式输送机压陷阻力的边界元分析王繁生蒋红旗江苏师范大学机电工程学院徐州221116摘要：为了利用现代仿真技术准确获得带式输送机的动态特性，不仅需要建立恰当的胶带仿真模型，而且还应建立合适的胶带运行阻力模型。胶带运行阻力包括胶带和散料的弯曲阻力、托辊的旋转阻力和胶带的压陷滚动阻力。其中压陷滚动阻力是主要的运行阻力，因此运用恰当的方法对其进行正确计算非常重要。针对胶带的粘弹特性和滚动接触边界条件，运用一种基于付立叶级数的特殊边界元法对胶带进行建模仿真，仿真结果与由经验公式得到的理论结果十分吻合。最后给出了几个算例以研究不同的参数对压

2、陷滚动阻力的影响。关键词：带式输送机；胶带；仿真；压陷滚动阻力；粘弹性；边界元中图分类号：TH222文献标识码：A文章编号：1001—0785(2014)04—0097—04Abstract：Togetthedynamicprope~yofthebeltconveyerusingthemodernsimulationtechnology，it’Srequiredtobuildnotonlyaproperbeltsimulationmode1．butalsoabeltrunningresistancemode1．Therunnin

3、gresistanceincludesthebendingresistanceofthebeltandhulkmaterial，rotatingresistanceoftheroller，andsagrollingresistanceofthebeltwhichisthemajorone．It’Simportanttoaccuratelycalculatethemwithappropriatemethods．Consideringthebeltviscoelas-ticityandrollingcontactboundaryco

4、nditions，thespecialboundaryelementmethodbasedonFourierseriesisadoptedformodelingsimulationofthebelt：asitturnsout．t}lesimulationresultsagreewd1withthetheoreticresultsfromtheempiri-calformula．Furthermore，thepaperprovidesseveralexamplesforstudyingtheefectofdiferentparam

5、etersonthesagroll-ingresistance．Keywords：beltconveyer；belt；simulatioh；sagrollingresistance；viscoelasticity；boundaryelement法来分析带式输送机系统中的滚动接触问题。0前言Wheeler在文献[8]中对运用线性粘弹性有限元带式输送机系统是长距离高速运输散装物料计算压陷滚动阻力的方法进行了总结，考虑到胶的最经济的方法，对其动态特性分析的重要性不带材料粘弹性本构方程的特点，有限元法并不十分言而喻。不同的公司和研究人员

6、开发了效率各异适合计算带式输送机系统的滚动接触阻力。因此，的计算程序用以仿真带式输送机系统的动态过程。一些研究人员开始寻求求解压陷滚动阻力的新方随着胶带本身数学分析模型精度的不断提高，对法，m]。本文将用一种特殊的边界元方法对带式输胶带运行阻力，特别是压陷滚动阻力分析模型的送机压陷滚动阻力进行建模并求解。实际上，这精度提出更高的要求。因为各种不同参数对滚动是一种半解析的分析方法，本文后面给出的算例阻力的影响相当复杂，所以许多研究人员，如表明这种方法对求解带式输送机压陷滚动阻力是Spaansl、Jonkers【和Lodewijks

7、l，采用DIN十分有效的。22101标准中的阻力系数厂来衡量各参数对滚动阻1粘弹性压陷滚动阻力力的影响。2006年Rudolphi和Reicks提出了基于Winkler基础假说的近似分析方法。由于在过去由于胶带和其上的物料的重力影响，当胶带的二十多年里，有限元方法被广泛应用于带式输移动到托辊上时，会在接触区域受到托辊挤压而送机动力学分析中，Oden、Lin_6及Stabciukescu产生压陷。同时由于胶带表面覆盖层由较软材料等许多研究人员尝试着运用相应的有限元分析方比如橡胶或PVC组成，所以，其变形的恢复有滞江苏师范大学博士学

8、位教师科研基金资助《起重运输机械》2014(4)．-——97·--——后现象。也就是说，由于胶带覆盖层材料的粘弹性特性使得接触变形区域的完全恢复需要一定的时间。这就导致接触区域不均匀的压力分布，从而产生压陷滚动阻力。由于在许多工程领域都存在刚性滚筒与粘弹性基础滚