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球磨機(jī)殼單元與體單元的連接
發(fā)布時(shí)間:2011-04-01 08:04:30 瀏覽:

   球磨機(jī)實(shí)際結(jié)構(gòu)中蓋板、筋板、支板是焊接在軸上的,有限元分析中分別采用了殼單元與體單元來模擬,為保證交界面上的位移協(xié)調(diào),順利傳遞力及力矩等,就必須使單元之間聯(lián)結(jié)。
    對(duì)于同種單元的不同類型有很多種處理方法,如進(jìn)行簡(jiǎn)單的形函數(shù)插值等。但對(duì)于不同類型的單元,由于單元節(jié)點(diǎn)型式與配置的不一致,簡(jiǎn)單的插值則不能勝任。如殼單元與體單元,殼單元節(jié)點(diǎn)具有六個(gè)自由度,體單元節(jié)點(diǎn)只有三個(gè)平動(dòng)自由度。進(jìn)行簡(jiǎn)單的節(jié)點(diǎn)自由度耦合僅僅能耦合相同的三個(gè)平動(dòng)自由度,那么,殼單元的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度則會(huì)無約束,從而導(dǎo)致求解錯(cuò)誤,或者根本求解不出來。
    解決這一問題通常采用多點(diǎn)約束方程法,即構(gòu)建連接區(qū)域節(jié)點(diǎn)的約束方程。這一方法的基本思想是保證交界面上位移的協(xié)調(diào)性,恰當(dāng)?shù)靥岢霾煌愋蛦卧诮唤缑嫔系膮f(xié)調(diào)條件。Ansys軟件中將這種方法與先進(jìn)接觸計(jì)算功能的線性接觸算法結(jié)合,由程序內(nèi)部定義多點(diǎn)約束方程(MPC),如圖3-6,能極方便地完成實(shí)體一殼一梁模型的混合“裝配”。圖中的影響距離表示實(shí)體單元內(nèi)的節(jié)點(diǎn),凡與殼單元任意邊界的距離在影響距離之內(nèi)的都用來構(gòu)建約束方程。
    采用這種方法,在球磨機(jī)的殼與體連接區(qū)域,殼上部分定義為接觸單元175,軸上部分定義為目標(biāo)單元170,實(shí)現(xiàn)了殼單元與體單元順利連接。
    較后,得到了陶瓷球磨機(jī)的離散化有限元模型如圖3—7所示。其中殼單元有11008個(gè),實(shí)體單元有7822個(gè),接觸單元有1080個(gè),目標(biāo)單元有1608個(gè),總共單元數(shù)21518個(gè),節(jié)點(diǎn)數(shù)為46861個(gè)。

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