本文圍繞葉片、丸料、單元、劃分、摩擦力、壓力、施加、應力、載荷、實體等有關詞展開編寫的關于水平移動式拋丸機葉片受力的有限元分析的葉片丸料相關文章，僅供大家了解學習。
水平拋丸機葉片應力的有限元分析水平移動拋丸機是歐美發達國家廣泛使用的一種表面處理設備。它不僅能清除瀝青路面的附著物(如燃油、機油)，保證行走安全，提高路面的附著力和使用壽命，還可用于水泥路面的表面清潔和路標的清理鋪設。2I
作為拋丸的關鍵部件，其質量和使用壽命主要取決于葉片[3]
近年來，為了開發使用壽命更長的葉片，國內科研人員做了大量的研究和努力。在使用鋼丸的情況下，目前國內生產的拋丸機葉片平均使用壽命為400h。
葉片應力是研究葉片使用壽命的基礎。建立了前彎葉片的有限元模型并進行了模擬，以進一步闡明葉片的失效機理，為提高其使用壽命提供理論依據。
1葉片受力分析在水平移動拋丸機模式下工作時，利用電機產生的負壓將表面處理過程中產生的雜質和灰塵吸入配套的除塵設備中。分離后，可重復使用的顆粒儲存在儲料斗中，雜質和灰塵通過軟管進入除塵設備，經過過濾后排放到大氣中' 4 |
圖1顯示了水平移動拋丸機的工作原理
圖1水平移動的工作原理拋丸機前彎葉片是指葉片沿旋轉方向向前彎曲，其受力情況如圖2所示。
前彎葉片丸料受力分析。根據牛頓第二運動定律，有一個公式:m ——單個拋射體的質量，kg；F ——切向分量，n；唯一法向分量，n；FV 21丸料受葉片法向壓力，n；b受到葉片的切向摩擦力，n；運動——拋射體相對于葉片的速度，即相對速度，m/s；% ——拋射體所在位置的葉片速度，即拋射體的牽引速度，m/s；% ——丸料的絕對速度，m/s；O: ——相對速度在F方向的分量，m/S2；口:——相對速度在N方向的分量，m/S2；口:——丸料涉及加速度的切向分量，m/S2；口:——拋體牽連加速度的法向分量，m/S2；口
——拋射體的科里奧利加速度，m/S2；B ——葉片、蝸桿的內徑；f-葉片的曲率半徑，ShanP ——拋體位置的回轉半徑，Shan——丸料相對于質心的角速度，rad/s；r—-1，
峪口
夾具的鈍角，弧度/秒
由公式(1)可知，葉片向前彎曲0°，因此不存在丸料未穿過葉片端部就提前飛出葉片的情況。
作用在葉片上的摩擦力為f，= fn = 2mfo) 2Rb anus+button，其中:丸料與葉片之間的動摩擦系數。
類型(1)表示葉片上單個的壓力。事實上，當葉片高速旋轉到定向套筒的窗口時，它要承受大量從定向套筒中噴涌而出的丸料。此時拋體相對于葉片的運動是隨機的，總會有一部分沿著葉片運動，直到后面被拋出。
有的會和刀刃相撞，zui后被刀刃甩出去。
由于葉片的高速旋轉，丸料瞬間充滿整個葉片。考慮到葉片的整體受力，假設:(1)所有拋射體都沿著葉片運動，直到后面被拋出。
(2)回轉半徑相同時，丸料對葉片的壓力和摩擦力相等，其值為葉片對丸料的壓力和摩擦力。
(3)由于葉片各點上的應力與葉片在寬度方向上的位置無關，所以葉片在寬度方向上的壓力和摩擦力相等。
(4)根據拋丸機的工作原理，將拋丸中的氣體導入ANSYS軟件，如圖4所示。
物體少，接近真空狀態，所以忽略氣流對葉片的影響。
2.重力、慣性力和摩擦力的影響葉片不僅受到拋射體的壓力和摩擦力的影響，還受到物體重力和旋轉產生的慣性力的影響。
而慣性力和重力是恒定的，壓力和摩擦力是動態的。
當高速旋轉的葉片旋轉到定向套筒的窗口時，瞬間充滿丸料。丸料對葉片的壓力和摩擦力不是完整的循環，而是臺階，其作用時間與定向套筒的角度有關，即T = (360) R，其中A為定向套筒的角度，一般A = 60。
t是葉片旋轉一周的時間。
設薩格勒布為葉片上第I個節點的摩擦力或壓力，工作過程中葉片任一點上的周期力為3。有限元模型拋丸機葉片分為底座、工作面(凹面)和凸臺三部分，如圖3所示。
底座用于將葉片固定在葉輪上，工作面是承受丸料所施加載荷的主要部分，而凸臺可以防止丸料從側面溢出，其受力很小，可以忽略不計。
當葉片上覆蓋直徑為1mm的鋼丸時，距離為1mm的點受到丸料壓力和摩擦力的影響。
圖3葉片結構葉片主要參數:外徑Rb = 169mm，內徑Rb = 59mm，曲率半徑Z = 200mm，材質為高鉻鑄鐵，彈性模量E = 1.571011pa，泊松比Lu = 0.27，密度P27.8103kg/m3。
從應用中可以看出，葉片的失效都發生在葉片上。
建立有限元模型時，底座與葉片的連接面可以用固定端代替。
通過CATIA軟件實現葉片實體模型，然后將圖4導入ANSYS的葉片模型，如圖4所示。
圖4導入ANSYS 4有限元分析的葉片模型4.1單元劃分根據葉片的受力分析，葉片工作面上各點的受力大小和方向不同，受力大小呈非線性[7]
因此，選擇了solid 45和surfl54單位。
Soliim5單元適用于三維實體的結構分析，有八個節點。在元素坐標系的XY和Z方向上，每個節點都有移動的自由度。
圖5示出了單元SOLIMIM 5的網格劃分。
圖5 solid 45 unit entity division surf 154用于在三維實體結構表面施加壓力，壓力分布不均勻，并隨結構表面的位置而變化。
劃分單元有兩種選擇:一種是用實心45實體單元劃分葉片；其次，使用SOLIMIM 5實體單元和SURFL54表面響應單元將葉片劃分在一起。
因為的直徑是1毫英寸，所以當葉片工作表面的網格尺寸小于1毫英寸時更為實用。
用SURFL54和SOLIM5單元一起劃分網格時，先用SURFL54劃分葉片的工作面，再用SOL-IIM5劃分整個實體，如圖6所示。
圖6。SURF154和solid45一起劃分刀片網格。4.2施加載荷和約束。4.2.1在工作面上施加載荷。在ANSYS中，載荷可以施加到實體模型(關鍵點、線和表面)和單元模型(單元或單元的節點)上。
由于丸料與葉片的接觸是點面接觸，屬于集中力，所以在加載方式上選擇節點載荷更符合實際。
4.2.2當通過對葉片應用固定約束來簡化葉片分析模型時，不考慮葉片基部。
因此，有必要對連接到基礎的節點施加固定約束，如圖7所示。
圖7應用的固定約束4.2.3慣性約束由設置主菜單>解決方案>定義載荷>結構>慣性>角速度旋轉產生的葉片慣性力應用
通過主菜單>解決方案>定義載荷>結構>慣性>重力設置葉片的重力。
4.3結果分析圖8為SOLIMIM 5單元劃分，其等效應力為617.795 MPa。
圖9顯示了由Solid45和Surflm一起劃分的單元，其等效應力為679.651 MPa。
除了應力值略有不同外，應力分布基本一致，只是SOLIMIM 5劃分的一些單元過于扭曲，會造成一些誤差。
SOLIM 5和SURFL54劃分的網格更合適(圖6)，生成的元素不會太失真。
圖8 solid 4單元劃分的等效效果圖9 solid 45和Surfls4單元劃分的等效應力一般來說，葉片的應力分布較低，但在圖8和圖9中有明顯的作用區。
這是因為葉片突然從底部的約束狀態變為非約束狀態，導致葉片這個位置產生應力集中。
高速旋轉的葉片受到丸料的周期性壓力，應力集中點*因疲勞首先發生塑性變形，使葉片表面產生裂紋，裂紋不斷擴展導致其斷裂。
因此，應力集中是導致葉片疲勞斷裂失效的原因之一。
葉片在高速旋轉的葉輪中工作時，要承受噴丸磨料的磨損和高速噴丸材料的沖蝕磨損。
丸料對葉片壓力的較大值位于葉片邊緣，其值為1090.85 N
這里摩擦力的較大值為174.536，與葉片的曲率半徑有關。
因此，實際使用中刀刃磨損嚴重。
過大的正壓是葉片磨損失效的另一個原因。
提高葉片的使用壽命，除了選擇合適的材料，提高葉片的耐磨性外，還需要設計合理的葉片形狀，減少大正壓的影響。
公司借鑒國內外廠家的產品性能和生產經驗，開發了拋丸機清理系列產品，主要生產噴砂房、鋼管外壁拋丸機、鋼管內壁噴砂機、轉臺式拋丸機、懸鏈步進式拋丸機、鋼板拋丸機、吊鉤式拋丸機、履帶式拋丸機、臺車式拋丸機、輥道式拋丸機、懸鏈式拋丸機、大型鑄件拋丸機、鋼瓶外壁清理機、帶鋼線材拋丸清理機、鋼板型材清理噴漆烘干線、樹脂砂生產線、粘土砂處理、噴砂機、除塵設備等100余種產品。我們技術設計所積累的經驗使我們能夠為用戶就近提供需要的解決方案。公司利用技術為工業制造商，鑄造廠和金屬加工企業提供服務，解決他們的特殊要求。
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