彎曲段工況的案例
刮板輸送機過彎曲段工況下力學特性研究
在進行實驗的過程中，測試點位置先后2次進入彎曲段，如圖6、圖7所示，刮板輸送機啞鈴銷的載荷曲線的波動能夠反應出啞鈴銷與啞鈴窩接觸力狀態。在實驗至200 s時，物料裝載使得啞鈴銷受力發生突變，可以看出有貨載時4枚應變片應力突變極值分別為300、282、137、450 kN；在820 s時測試位置進入彎曲段時，應力出現更大的一次波動，對應為刮板機推溜動作對中部槽啞鈴銷產生的較大沖擊力作用，遠離煤壁側啞鈴窩內的啞鈴銷軸由于被推移而產生偏轉角，在彎矩的作用下，使得啞鈴銷軸承受的拉力載荷激增，最大值達到600、153 kN；且由于彎曲角的存在靠近煤壁側啞鈴窩內的啞鈴銷所受拉力作用在瞬時顯著減小后又恢復，可見在進入彎曲段過程中，遠離煤壁側啞鈴銷軸為受力的薄弱點。
3 結語
(1）研究刮板輸送機過彎曲段工況動力學特性。研究結果可知:瞬時接觸力峰值約大于穩定載荷的1個數量級（6～10倍）。中部槽向前時，啞鈴銷與啞鈴窩的接觸力最大值同時發生在遠離煤壁側過彎曲段的過程中。
圖6 遠離煤壁側啞鈴銷軸應力變化曲線圖
圖7 靠近煤壁側啞鈴銷軸應力變化曲線圖
(2）通過實驗分析手段驗證了過彎曲段工況下刮板輸送機啞鈴銷與中部槽啞鈴窩接觸力特性理論分析的正確性。
(3）主要針對過彎曲段工況進行研究，探究了同一時刻彎曲段處中部槽的速度、位移、夾角變化情況。
參考文獻
[1] 毛君,謝春雪,孫九猛,等.故障載荷下刮板輸送機動力學特性研究[J].機械強度,2016,38(6):1156-1160.
[2] 姚國華，高知睿，李小賽．中國煤炭資源承載能力評價[J]．中國礦業，2020,29(8):1-7.
[3] 趙巧芝．我國刮板輸送機發展現狀、趨勢及關鍵技術[J]．煤炭工程，2020,52(8):183-187.
展開 多工況彎曲板加筋優化
當優化結構的有限元分析模型中存在多個工況時，TOSCA bead優化可以組合這些工況。當然，最好的辦法是對這些工況獨立的定義其設計響應，然后在目標函數的定義中為這些工況設定合適的權重系數。本文基于后者的思路，以一個薄板受彎的樣條優化為例，展示tosca對多工況的處理方法。
模型信息：
薄板承受兩個方向的荷載，如圖1所示，一個豎直方向，一個水平方向。
優化問題：
設計區域：所有節點
優化約束：節點邊界條件
優化目標：最大化剛度
最大加筋高度：5
為了考慮兩個工況，分別為這兩個工況定義其設計響應，如圖2所示。
本例中需要限制加筋的高度，因此需要把加筋高度定義為設計響應，如圖3所示。
由于考慮了兩個荷載工況，需要在目標函數中定義荷載工況對設計響應的權重系數，如圖4中所示。
最后的加強筋優化結果，如圖5所示。
多工況彎曲板加筋優化.pdf
展開 彎曲工況下車輪強度、疲勞分析方法對比
5 結論
本文采用HyperMesh軟件對車輪利用5種建模方式進行離散，在彎曲工況下進行強度分析和疲勞分析，研究對比了分別用殼單元與體單元離散車輪，在螺栓安裝面是否模擬預緊力與接觸，接觸模擬方式不同（接觸對與GAPUNI單元）時，車輪的強度與疲勞分析結果，可知采用模型4的方法（殼單元離散，考慮預緊力，用GAPUNI模擬接觸）強度、疲勞分析結果最為準確，且此方法使用殼單元建模簡單，GAPUNI單元相比接觸對建模簡單，分析易收斂，考慮螺栓預緊力，能正確模擬車輪彎曲試驗工況的受力狀態，保證了結果的精確度。
我國突破長壁板精密彎曲成形、長筒段裝配及焊接等多項關鍵技術
02
突破多項關鍵技術
800所以型號需求為牽引，以先進結構和工藝為導向，把握國內外火箭研制趨勢，在充分論證技術優勢后，成立長筒段研制攻關團隊。
為了對該項技術進行充分摸底，攻關團隊不畏艱難，選取該所技術難度最大的筒段為研制對象，同時針對長壁板結構特點一改之前滾彎成形的工藝方案。
在不到一年的時間內，團隊克服新冠肺炎疫情對攻關進度的影響，充分識別技術風險，并利用數值模擬、數字化檢測等“智造”手段，突破以高筋結構長壁板精密彎曲成形、長筒段裝配及焊接為代表的多項關鍵技術，成功研制國內長度最長的貯箱壁板、筒段。
03
工程應用前景廣闊
長筒段將現有多個筒段整合為一，以5米級長筒段為例，可消除2條環向焊縫、縮短焊縫長度21米，有效提高了火箭結構的可靠性。
尤為重要的是，生產效率可提高30%以上，研制成本可降低20%以上。
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