多体非连续接触下回转窑筒体抗疲劳优化

针对多体非连续接触状态下回转窑筒体应力不明晰、强度分布不合理等问题,使用试验设计方法选取样本点,根据样本点构建筒体和滚圈的接触有限元分析模型。通过有限元分析,得到样本点对应的筒体应力,通过疲劳分析得到各段筒体对应的寿命,然后构造kriging代理模型。以均衡档位段、过渡段、筒节段的疲劳寿命为目标,考虑筒体厚度、截面变形、挠度等约束条件,应用改进的多目标遗传算法对代理模型在给定设计空间内进行全面搜索,获得了最佳筒体厚度。结果表明:抗疲劳优化使筒体的最小疲劳寿命由48.4 a提高到89.3 a,并使各档位段、过渡段筒体寿命接近,筒节段筒体寿命趋于相等。

多体非连续接触下回转窑筒体力学性能分析

回转窑筒体通过沿圆周均匀分布的垫板活套在多个滚圈里,构成了一种非连续多体接触体系。应用接触伪单元及组件技术,建立了筒体与滚圈的非连续多体接触模型。采用有限元法对非连续多体接触状态下的筒体进行数值仿真,得出了筒体的应力及变形情况。结果表明支承段筒体周向的等效应力呈锯齿状周期性变化,且在垫板位置出现了极大值,运转过程中,支承段、筒节段筒体变形呈现出类似于椭圆的凹凸交变形态,且距支承位置愈远,椭圆化程度愈小。筒体结构改进后,筒体最大等效应力减少18.2%,且各支承段筒体应力接近,有利于发挥各段筒体的潜能。