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球磨机结构尺寸数学模型的建立

1、球磨机目标函数的定义

结构优化分析的目的通常是为了节约成本,因此选取目标函数为材料最省,也即球磨机的体积最小。球磨机的体积在有限元中等于各单元体积之和,在后处理中定义为:min(TVOLUME)。

2、球磨机设计变量的选取

球磨机的参数化实体建模时共定义了25个变量参数,原则上这些参数都可以作为设计变量。但根据优化的目标函数,决定其几何形状的参数优化意义不大,而能够节约材料,减少成本的可以选取以下几个参数:筒体厚度、支板厚度、盖板和筋板厚度。同时,考虑到球磨机轴直径较大,所采用的轴承也相应很大,维修或者更换轴承的成本很高,因此将轴径大小、安装轴承的轴颈长度和轴径圆弧尺寸也作为设计变量。各设计变量的取值范围为0到现有尺寸值。定义如下:

筒体厚度:0mm<thk1≤18mm;盖板厚度:0mm<thk2≤14mm;

支板厚度:0mm<thk3≤22mm;筋板厚度:0mm<thk4≤22mm;

轴径尺寸:0mm<R1≤140mm;轴径圆弧尺寸:0mm<R2≤40mm;

安装轴承位置长度:0mm<L1≤210mm。

3、球磨机约束条件的确定

由前面球磨机有限元分析和校核的结构可以知道原来球磨机的强度是满足要求的。同样,在优化后也要保证其强度要求,否则优化是没有任何意义的,故将球磨机的强度极限作为约束条件。同时考虑到球磨机的强度校核有静强度和疲劳强度,而疲劳强度不易转化为约束条件,因而先采用具有较高静强度安全系数的强度极限(这里取安全系统1.6)作为约束条件,优化之后再进行疲劳强度的校核。定义如下:

STRESS≤200MPa/1.6

以上给大家介绍了一下球磨机结构尺寸数学模型的建立,希望对大家了解球磨机有更多的帮助。

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