[发明专利]一种物料吸排车滑料板的疲劳寿命计算方法

说明书

本发明公开了一种物料吸排车滑料板疲劳寿命的计算方法，通过对有限元模型进行动力分析，得到不同物料密度、滑料板倾斜角、行驶里程条件下最大应力节点的瞬态应力，然后分别计算吸料工况和排料工况、行驶工况滑料板的疲劳寿命，在此基础上，计算得出滑料板的疲劳总寿命，最后建立了不同物料密度、不同滑料板倾斜角、不同行驶里程条件下的滑料板疲劳寿命二次多项式计算模型。通过本发明公开的一种物料吸排车滑料板疲劳寿命的计算方法，可对物料吸排车滑料板进行疲劳寿命计算，减少分析时间，计算效率和精度高，同时也为滑料板的材料选择提供了工程基础。

技术领域

本发明属于物料吸排车仿真领域，尤其涉及一种物料吸排车滑料板的疲劳寿命计算方法。

背景技术

物料吸排车是从事散装物料运输的专业物流车辆，用于对矿粉、粉煤灰、粮食等粉粒状干燥散装物料的全程封闭运输，其对减少散装物料的损耗、降低装卸费用、节约包装材料、改善工人劳动条件、提高工作效率、保护环境具有十分重要的意义。物料吸排车的工作原理是利用真空泵产生负压将物料吸入罐体内部，再把吸排车开到指定地点，用空气压缩机产生正压，将具有一定压力的压缩空气通过流态化装置使物料流态化，通过管道压送到指定原料料仓内，实现卸料操作。

滑料板是物料吸排车流态化装置的重要承载元件，同时也是其疲劳损伤最严重的部件。吸料时，滑料板支承气室受到物料的压力作用，随着进料量的增加压力逐步增大；运输过程中，受到物料的动态冲击力作用；卸料时，承受压缩空气的压力作用。国内报道了多起物料吸排车滑料板的疲劳开裂事故，有些滑料板甚至使用不到半年便产生开裂，滑料板开裂会使滑料板内腔积料，导致卸料残余率增大，使物料吸排车排料性能下降，最终导致罐体内部气室积有大量存料而不能排出，所以滑料板的寿命是目前研究的热点。

通过建立滑料板疲劳寿命预测的数学模型，实现滑料板疲劳寿命计算的快速和准确，使数值计算成为研究滑料板疲劳寿命的一个有效工具，对于提高产品质量、缩短研发周期具有十分重要的意义。但是，目前有关物料吸排车滑料板的疲劳寿命计算方法的相关成果在国内外均较少，而且目前滑料板的寿命计算方法局限于传统的经验设计和一般性的寿命计算理论，使用的几何模型只是滑料板自身，忽略其与罐体的连接，导致计算结果的准确性和计算效率难以保证。

发明内容

本发明的目的：提供一种用于计算物料吸排车滑料板的疲劳寿命方法，通过该方法解决新产品试验和定型之前的寿命计算问题，为物料吸排车滑料板的设计以及其疲劳寿命优化设计奠定研究基础。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种物料吸排车滑料板疲劳寿命的计算方法，其步骤如下：

(1)建立物料吸排车滑料板的有限元模型；

(2)计算吸料工况、排料工况滑料板的疲劳寿命；

(3)计算行驶工况滑料板的疲劳寿命；

(4)结合步骤(2)和步骤(3)计算滑料板的总疲劳寿命；

(5)重复步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)，计算不同参数下的滑料板疲劳寿命；

(6)在步骤(5)的基础上，构建滑料板疲劳寿命计算模型以进行疲劳寿命的计算。

其中，在步骤(1)中，建立包括罐体的滑料板3D整体有限元模型，使用三维CAD软件建立包括罐体的滑料板3D整体几何模型，将滑料板的几何模型导入有限元软件中，定义单元类型，设置材料参数，定义网格划分参数并进行网格划分，其中滑料板与罐体连接处进行细化网格划分，提高网格强度计算的精度。