一、
問題簡介

礦山輸送設備是礦山機械里面比較常用的設備，在開礦、采礦過程中起到非常重要的作用。輸送設備的強度是礦山安全生產的一個重要保障。

鑒于上述重要性，對礦山輸送設備生產廠商提出了嚴格的要求，在產品投放市場之前就能夠得到產品安全性能的評估顯得尤為重要。目前，能夠實現的手段就是在產品研發階段進行有限元分析計算。通過有限元分析，生產廠商在產品設計之初就將產品的結構設計到較優狀態。

另外，隨著市場競爭的激烈，對企業來說降低成本也是取勝于市場的比較關鍵的手段，而有限元分析恰恰能提供這樣的平臺。有限元計算能夠在產品設計階段就為工程師提供一個有效的、可視化的技術支撐，能夠在保證設備正常安全運轉的前提下，合理地降低企業的成本。

有限元分析報告不但給制造企業提供技術決策輔助，也能夠在設備交易過程中，為客戶提供一份贏得信任的籌碼。

二、
計算模型 1. 幾何模型

尺寸單位：毫米

模型中不同顏色區分軸、滾筒圈、輪轂和筒轂。不考慮橡膠圈

2. 邊界條件

荷載

包括自重荷載和傳動荷載：

傳動荷載簡化為如下方式施加：

軸向剪切力：42822 – 24740 = 18082 N

軸向正壓力：24740 + 24740 = 49480 N

分布軸向剪切力：18082 / (3.14159 * 614.42 / 2 * 1151) = 0.01628 N/mm2

分布軸向正壓力：49480 / (3.14159 * 614.42 / 2 * 1151) = 0.04454 N/mm2

約束

在下圖最右端位置施加固定位移約束。

在軸承位添加彈簧約束（即為只有轉動沒有變形的約束），其它部位自由。

3. 材料參數

參與分析的有四個零件：滾筒圈、軸、輪轂兩個（同質）。個零件對應的材料參數見表1材料參數表

表1
材料參數表

參 數	彈性模量	泊松比	質量密度
單 位	N/m2		Kg/m3
滾筒圈	196-206×109	0.3	7.85×103
軸	206×109	0.3	7.85×103
輪轂	172-202×109	0.3	7.8×103

4. 網格離散

采用精度較高的結構化網格剖分實體。

5. 計算結果

主拉應力云圖：

主壓應力值云圖：

結構上主應力矢量圖：

結構變形矢量圖，切實反應結構所受合力與扭矩作用：

結構應變圖：