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基于Pro/E的提升机三维设计及其ANSYS有限元分析

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斗式提升机是专门用于连续垂直输送散料的设备。其结构由上而下可分为3部分，即机头、机筒和机座，其广泛应用于饲料和粮食等加工厂中。
Pro/E具有强大的三维造型功能，该软件与ANSYS软件接口较好，可以实现数据的共享和交换，Pro/E也是国内应用最广泛的三维建模软件。通过Pro/E软件对TDTG36/23型提升机进行三维建模设计，并且利用ANSYS软件对其运动轴进行动力学分析。
1.提升机的三维建模设计
(1)以TDTG36/23型提升机为例，根据主轴的实际要求和提升机的结构尺寸，采用Pro/E的零件设计模块，将各个零件生成三维实体模型。
(2)利用Pro/E装配模块，将提升机各个零件进行装配，完成整个提升机的三维实体模型。
(3)将构建后的提升机三维模型进行保存，并利用Pro/E和ANSYS的接口技术，将其三维实体模型导入到ANSYS中，对其进行有限元分析。
2.ANSYS有限元分析
将提升机的三维模型导入到ANSYS后，根据饲料提升机的实际运行工况、提升机运动轴所承受的载荷状态，对其运动轴进行应力、应变的有限元分析，找出其应力的分布规律。
ANSYS有限元分析过程：
(1)选择合适的有限元网格单元，一般选择Solid45有限元网格单元；
(2)设定好提升机运动轴的材料及物理参数，这里为45碳素结构钢，材料的弹性模量E=207000MPa；泊松比P=0.3；
(3)预设好提升机运动轴所受的载荷约束；
(4)利用ANSYS软件对运动轴，按设定好的参数数据进行运算，并且通过单元网格形式在轴上显示出各点的应力、应变情况；
(5)通过对应力单元网格分析，检查出应力不足点，并应用Pro/E软件对运动轴进行优化改善，使其达到最佳效果。
3.总结
(1)基于Pro/E软件平台建立了提升机的三维实体模型，使其实体直观，并且模型设计变更方便；
(2)利用Pro/E与ANSYS的接口技术，对主轴在一定工况下运行时应力、应变的分布情况进行了有限元仿真分析；分析结果表明，主轴的最大应力、应变出现的位置与实际情况相符；
(3)根据有限元仿真分析的结果，可以对Pro/E中的三维实体模型的合理性进行校核，从而对实体模型的设计方案进行优化，及时改正设计中的缺陷；
(4)该研究方法将避免重复设计，实现设计自动化，大大缩短提升机的设计开发周期，并有效降低成本。
(图/文www.changrong-jx.com)

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