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離心機轉鼓是離心機的重要部件之一，其機械結構和承載工況都比較復雜。國內(nèi)外離心機強度標準中一般只給出簡單結構轉鼓壁的薄膜應力的計算規(guī)定，而對于鼓壁開孔或帶有加強箍轉鼓結構、形狀較為復雜的結構，都無法用求出其準確的應力值，而用試驗方法測量應力對高速回轉元件也比較困難。一般方法是采用的應變片本身具有一定的尺寸，用它們測出的應力實際上是某個應變片覆蓋面積上的平均應力，在應力梯度較大的部位上，如一般在應力集中和存在邊緣應力的位置，準確測量變得非常困難。強度分析是解決這些問題的最為有效的手段。因此，我國及許多國家的離心機強度標準中都推薦采用有限元的方法。
本研究以高速管式離心機與三足離心機轉鼓應力分析為例，就轉鼓組件的有限元分析模型建立所涉及的諸多問題、計算結果的分析評定等問題進行了較為詳細的論述。
有限元分析人員不僅需要具有扎實的力學和有限元知識，任何細節(jié)的忽略可能會帶來很大的誤差甚至造成謬誤。工程上面對一個需要分析的零部件，如何將它從其復雜的工作環(huán)境中抽象出來，如何在保證對零部件的有效簡化模擬，進行簡化模型而不影響結果的計算精度，網(wǎng)格細化到什么程度才能使模型的分析結果接近或收斂到正確的結果等等，這一系列問題必須認真考慮。
我國許多學者采用有限元方法對離心機轉鼓進行了應力分析，這些分析涵蓋了三足吊袋離心機、三足離心機(上卸料和下卸料)、帶加強箍的上懸離心機、普通刮刀離心機、虹吸刮刀離心機及臥式螺旋卸料離心機等多種機型，得出了非常多有價值的結果。但是，由于受到當時計算機計算速度和容量等條件的限制，有限元分析都較為簡單。突出的表現(xiàn)為網(wǎng)格劃分比較粗大，結構不連續(xù)位置處理不恰當，這勢必對計算結果以及由計算結果得出的結論造成重大影響。將轉鼓開孔圓周分割成9份，對其進行了有限元應力分析，并得出開孔位置的最大主應力等值線，如圖所示。類似結構的分析表明，分成9份網(wǎng)格過于粗大，其結果也不夠精確。
對于沉降式離心機，其轉鼓結構、承載和約束條件一般都對稱于旋轉軸，因此可以用軸對稱模型加以模擬。而對于鼓壁上開孔和開槽的過濾式離心機轉鼓，則需要用實體單元采用三維模型進行模擬。
在又可能出現(xiàn)應力集中的部位、轉鼓壁或擬定的重點考察位置網(wǎng)格應適當細化，使之能以較高的精度得到這些位置的應力。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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