【摘要】：鋼絲繩芯輸送帶具有抗拉強度高、耐摩擦能力大、抗沖擊能力強以及使用壽命長等優(yōu)點,廣泛應用于煤炭、礦山、港口、電力等領域。然而鋼絲繩芯接頭區(qū)域是整條輸送帶中最為薄弱的環(huán)節(jié),經(jīng)常出現(xiàn)接頭變形,導致強度下降,嚴重時會造成斷帶事故。為了定量揭示接頭變形規(guī)律,為輸送帶設計和安全運行提供依據(jù),本文采用有限元軟件(Abaqus)對鋼絲繩芯輸送帶接頭變形與強度的關系進行有限元仿真分析,主要的研究工作如下:1.在Abaqus中建立了鋼絲繩芯輸送帶接頭模型,模型由上下覆蓋膠、鋼絲繩和失效單元層三部分組成。選用Mooney-Rivlin模型來描述鋼絲繩芯輸送帶中上下覆蓋膠的力學行為,將鋼絲繩截面幾何進行簡化,由圓柱體表達,使用失效單元層模擬鋼絲繩與上下覆蓋膠之間的粘接關系。2.對單根鋼絲繩接頭模型進行力學分析并進行仿真,將仿真結果與拉伸實驗結果進行對比驗證,通過對比鋼絲繩、上下覆蓋膠和粘合層的變化情況以及鋼絲繩抽出力隨時間的變化趨勢,驗證了有限元模型及仿真結果的正確性,并對不同因素下的單根鋼絲繩模型進行了仿真分析。3.對多根鋼絲繩接頭模型進行力學分析,通過驗證多根鋼絲繩有限元模型的正確性,進一步改變接頭鋼絲繩排布方式、鋼絲繩排布間距以及鋼絲繩排布位置等因素進行仿真分析,總結出不同因素影響下接頭強度的變化規(guī)律,為鋼絲繩芯輸送帶接頭綜合性能分析奠定了基礎。4.對鋼絲繩芯輸送帶接頭在實際使用過程中常見的接頭變形進行了仿真分析,得出不同因素對接頭綜合性能的影響,總結出這些接頭變形與接頭整體強度之間的定量關系,并將其應用到鋼絲繩芯輸送帶無損監(jiān)測系統(tǒng)中,可定量地判斷出鋼絲繩芯輸送帶接頭性能。本文的研究結果可為鋼絲繩芯輸送帶安全檢測、接頭性能分析、維護及更新提供理論依據(jù);延長鋼絲繩芯輸送帶及接頭的使用壽命,預防斷帶事故的發(fā)生,提高生產(chǎn)效率,具有較高的應用價值;也為優(yōu)化鋼絲繩芯輸送帶接頭的設計和制作提供一定的參考價值。
【圖文】：

還原鋼絲繩的原貌會帶來一定的困難，后續(xù)的網(wǎng)格設置及接觸關系設定也將不容逡逑易實現(xiàn)。為降低建模難度及減少有限元模型分析的工作量，在保證計算結果精確逡逑度的基礎上，對接頭模型的鋼絲繩進行簡化處理，用圓柱代替鋼絲繩。圖２－１為逡逑通過Ａｂａｑｕｓ／ＣＡＥ建立的單根鋼絲繩接頭有限元模型。逡逑橡膠逡逑圖２－１單根鋼絲繩芯接頭有限元模型逡逑２．３材料本構關系的定義逡逑圖２－２為鋼絲繩芯輸送帶接頭有限元模型的材料定義區(qū)域。模型由鋼絲繩、逡逑上下覆蓋膠及失效單元三部分組成，其分別對應實驗試樣中的鋼絲繩、上下覆蓋逡逑膠及上下覆蓋膠與鋼絲繩之間的粘合層。仿真中需要分別對鋼絲繩、上下覆蓋膠逡逑及失效單元定義材料屬性。逡逑８逡逑

３．１鋼絲繩材料的選擇逡逑仿真中將鋼絲繩定義為普通的線彈性材料，其材料參數(shù)設置為：彈性模量逡逑邋＝邋２１０ＧＰａ，泊松比ｗ邋＝邋０．２８，密度二Ｔ．ＳＳｘＨ＾Ｔｏｎ／ｍｎｖ１。在鋼絲繩芯輸送帶逡逑頭模型仿真中，接頭模型被施力后上下覆蓋膠的變形是很明顯的，，而鋼絲繩相逡逑于上下覆蓋膠變形量是非常小的，以至于可以忽略不計，且在仿真分析中，假逡逑鋼絲繩沒有變形且不參與仿真計算，因此，將鋼絲繩定義為剛體。通過仿真與逡逑驗的對比發(fā)現(xiàn)，誤差在可接受范圍內，可以認為將鋼絲繩定義為剛體做法是可逡逑的，這樣既節(jié)省了計算時間又提高了仿真效率。逡逑．２上下覆蓋膠材料的選擇逡逑對于鋼絲繩芯輸送帶接頭模型的仿真模擬，最為困難的問題是上下覆蓋膠材逡逑參數(shù)的確定，上下覆蓋膠的主要成分為橡膠。近幾年，關于橡膠材料在各種結逡逑和條件下的行為建模的問題己得到廣泛研究ｍ。由于橡膠是一種特殊材料，相逡逑的性質取決于其成分及特殊成分的含量Ｍ。在進行接頭鋼絲繩搭接時，對鋼絲逡逑，
【學位授予單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH222

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本文編號：2612456