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超声波振动筛橡胶弹簧支撑装置动力学特性分析

超声波振动筛力学模型的建立
橡胶弹簧支撑装置广泛用于振动筛上,其主要作用有两方面:一是支撑振动筛机体,使机体实现所需要的振动,二是减小传给基础或结构架的动载荷。橡胶弹簧支撑装置主要由橡胶弹簧、底座、支撑头支座构成分别选取刚度大小为421.35 N/mm、468.6 N/mm、513.6 N/mm和565.35N/mm(对应的弹性模量分别为2.79 MPa、3.11 MPa、3.41MPa和3.75 MPa),采用Block Lanczos方法对橡胶弹簧支撑装置的结构进行模态分析。
本文以超声波振动筛常用橡胶弹簧为研究对象,运用实验与数值模拟相结合的方式对其力学特性进行了分析研究。具体研究成果如下:
(1) 通过对橡胶弹簧载荷-变形曲线的分析,结果表明该橡胶弹簧的线性与非线性刚度的区分点为其10%变形量的位置;橡胶弹簧的非线性刚度均是呈线性增长,不同的加载速度对橡胶弹簧的非线性刚度有着较大的影响。
(2) 利用ANSYS建立了振动筛橡胶弹簧的有限元模型,并进行了非线性静力分析。结果表明,橡胶弹簧具有较大的变形量,建立的二参Mooney-Rivlin模型是合适的。该结论对振动筛橡胶弹簧具有通用性。
(3) 对橡胶弹簧支撑装置进行模态分析,结果表明,随着弹簧刚度的增大,弹簧支撑装置的模态频率增大。超声波振动筛的工作频率16.16Hz接近该弹簧支撑装置的第三阶固有频率。
(4)通过进行谐响应分析,结果表明橡胶弹簧的刚度在468.6N/mm以内,该橡胶弹簧支撑装置均可满足使用要求。
该结果可以为橡胶弹簧支撑装置的选择提供一定的参考价值。本文对超声波振动筛橡胶弹簧力学特性做了一定程度的研究,但还有一些问题尚需要研究:
首先,由于客观实验条件的限制,并没有进行橡胶弹簧的疲劳寿命分析,这部分工作有待于进一步研究下去。
其次,关于橡胶弹簧减振性能的研究也是迫切需要研究的问题。随着实验条件的提高以及有限元ANSYS软件的不断发展,上述两个问题肯定能得到完善解决,橡胶弹簧的力学特性也会不断改善,在日后的生产实践中能发挥更大的作用。

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