[发明专利]一种圆管带式输送机的运行仿真方法及装置

权利要求书

1.一种圆管带式输送机的运行仿真方法，其特征在于，包括：

创建托辊的几何三维模型和输送带的几何三维模型；

分别将所述托辊的几何三维模型和所述输送带的几何三维模型离散成结构性网格；

设置所述输送带的材料为线弹性材料，并设置所述输送带的经纬向，将所述线弹性材料属性和所述输送带的经纬向输入线弹性模型，得到所述输送带的径向应变属性、纬向应变属性和经纬向剪切应变属性；

获取所述托辊、所述输送带和临时定型筒的实体结构参数，并综合运用所述结构性网格、所述输送带的径向应变属性、纬向应变属性和经纬向剪切应变属性及获取到的实体结构参数，得到圆管带式输送机整体模型；

设置所述圆管带式输送机整体模型中托辊、输送带和临时定型筒的接触属性；

设置所述圆管带式输送机整体模型中托辊、输送带和临时定型筒的边界条件及载荷，所述设置所述圆管带式输送机整体模型中托辊、输送带和临时定型筒的边界条件及载荷的过程，包括：设置输送带头尾耦合点为6个方向的自由度，并设置使输送带卷曲成管状的施加压强；利用输送带上的黏性压力系数c的选取公式设置输送带的黏性压力载荷，E为输送带的弹性模量，v为输送带材料泊松比，ρ为材料密度；将托辊划分为上下两组，初始状态为打开状态，并设置使上下两组托辊闭合成型，且将输送带固定为圆管状的位移载荷；设置输送带头部耦合点的单一自由度的位移载荷，并设置控制输送带运动加速度的幅值曲线，以及设置输送带尾部耦合点模拟输送带张力的单一方向的集中力载荷；

将设置托辊、输送带和临时定型筒的接触属性、边界条件及载荷后得到的圆管带式输送机整体模型输入上位机运行，获取所述上位机输出的运行结果，并从所述运行结果中提取出输送带张力和托辊在不同坐标位置的不同角度的受力情况。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线弹性模型为：

ε₁，ε₂，γ₁₂分别为输送带经向的应变，纬向应变以及经纬向剪切应变；E₁，E₁，G₁₂分别是输送带经向弹性模量，纬向弹性模量及经纬向剪切模量；υ₁₂为泊松比；σ₁₁，σ₂₂，τ₁₂分别是输送带经向应力，纬向应力及经纬向剪切应力。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，设置所述圆管带式输送机整体模型中托辊、输送带和临时定型筒的接触属性，包括：

设置托辊与输送带的接触属性为库伦摩擦，切向接触方式设置为罚函数法并设定摩擦系数，设置法向接触为硬接触；

设置输送带与临时定型筒之间为理想光滑接触；

设置所述输送带的参考点与输送带端部耦合，耦合方式为连续分布，并设置输送带端部可自由变形；

设置托辊的内壁与托辊的参考点的自由度属性为唯一可转动，以及三个托辊的参考点与一个托辊组的参考点以MPC梁方式连接。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设置使上下两组托辊闭合成型，且将输送带固定为圆管状的位移载荷之后，还包括：

设置使输送带移动、弯曲到设计的位置的托辊组的参考点的位移载荷和旋转载荷。