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基于有限元的混凝土搅拌叶片的特性研究

基于有限元的混凝土搅拌叶片的特性研究

作者：郭洪锍江苏大学

学位级别：硕士

随着国民经济的发展,建筑业已成为我国国民经济的一大支柱产业。建筑业的发展,决定了预拌混凝土使用量的不断增加。我国预拌混凝土主要用于城市公用、民用建筑中,预拌混凝土的年消耗量日益增加。目前,将这些预拌混凝土从搅拌站运到施工... 详细信息

随着国民经济的发展,建筑业已成为我国国民经济的一大支柱产业。建筑业的发展,决定了预拌混凝土使用量的不断增加。我国预拌混凝土主要用于城市公用、民用建筑中,预拌混凝土的年消耗量日益增加。目前,将这些预拌混凝土从搅拌站运到施工工地是预拌混凝土使用中的重要一环。因此,混凝土搅拌运输车性能的好坏,在一定程度上决定了建筑业经济的发展。混凝土搅拌运输车是以汽车底盘作运载设备的混凝土搅拌、输送、清洗相结合的综合装置,它可以将预拌混凝土从搅拌站运送到建筑工地。混凝土搅拌运输车是基本建设工程中不可缺少的设备,特别是在大型施工工地,它可以极大地减轻混凝土输送繁重的体力劳动,提高施工进度和工作效率,是一种理想的、现代化的混凝土搅拌运输设备。该产品的使用,可以使施工场地获得高品质的混凝土,减少噪声、粉尘及其残留物的污染,符合国家的环保产业政策。混凝土搅拌滚筒是混凝土搅拌运输车用于装载、转运混凝土的重要部件,其搅拌叶片的性能也直接决定了混凝土出料残余量及搅拌滚筒的振动特性。本文主要讨论混凝土搅拌运输车的搅拌装置——搅拌滚筒及其螺旋叶片的三维参数化设计,并且应用有限元分析软件对搅拌叶片进行强度、刚度以及模态分析,在此基础上对搅拌叶片进行了结构优化,同时利用CFD软件对混凝土搅拌输送车搅拌滚筒的内部流场进行数值模拟,最后对混凝土搅拌运输车进行了现场测试。本文在UG软件中利用三维参数化设计方法对混凝土搅拌运输车的搅拌滚筒和螺旋叶片进行了设计,采用该参数化设计可以缩短设计周期,节省设计成本,提高设计效率。利用ANSYS软件对搅拌叶片的有限元分析可知,叶片的应力分布不均匀,并且最大应力与最小应力相差几个数量级,叶片的最大受力在其中部,因此为了使叶片在实际使用中满足工况要求,同时为了避免材料的浪费,采用修正Powell优化方法对搅拌叶片的厚度尺寸进行了优化,这对搅拌叶片的设计提供了帮助。同时,在CFD软件中进行了搅拌滚筒内的混凝土流场分析,探索了一种在CFD软件中对混凝土这种复杂流体模拟的方法,对模拟结果进行了分析,并进行了混凝土搅拌运输车的现场测试,测试结果符合要求。

关键词：混凝土搅拌运输车搅拌滚筒搅拌叶片(螺旋叶片) ANSYS Fluent 优化设计

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多维隔振装置自由振动方程及其解

农业机械学报 2009年第6期40卷 184-188,183页

作者：于大国马履中郭洪锍王国明施琴江苏大学机械工程学院镇江212013 中北大学机械工程与自动化学院太原030051

通过多方位多层次结构组合实现多维隔振时,其结构复杂、难度大,因此提出以反向对称布置双直角Stewart机构及上、下平台组成多维隔振装置,利用一层结构实现多维隔振,建立了自由振动方程并进行求解。由解看出,该装置固有频率在5 Hz以下,... 详细信息

通过多方位多层次结构组合实现多维隔振时,其结构复杂、难度大,因此提出以反向对称布置双直角Stewart机构及上、下平台组成多维隔振装置,利用一层结构实现多维隔振,建立了自由振动方程并进行求解。由解看出,该装置固有频率在5 Hz以下,振动衰减较快。使用该装置,仿真可实现沿坐标轴的3个移动和绕坐标轴的3个转动,加速度传递系数均小于1。依据所推导的公式,确定该装置的刚度系数、阻尼系数和结构尺寸,可将该装置用于多维隔振。

关键词：隔振动力学方程机构模态分析

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搅拌滚筒内非牛顿流体的流场分析

排灌机械工程学报 2010年第6期28卷 510-514页

作者：谢俊郭洪锍陈炜尹小琴匡俐辉江苏大学机械工程学院江苏镇江212013 常州广播电视大学信息与工程系江苏常州213001

针对混凝土这种典型的非牛顿流体中的宾汉流体,建立了其本构方程和流体力学模型.以有限元为依据,应用计算流体动力学技术,基于k-ε模型,利用Fluent软件计算了预拌混凝土在搅拌滚筒内的三维流场,数值模拟搅拌叶片螺旋角为73°时流场的流... 详细信息

针对混凝土这种典型的非牛顿流体中的宾汉流体,建立了其本构方程和流体力学模型.以有限元为依据,应用计算流体动力学技术,基于k-ε模型,利用Fluent软件计算了预拌混凝土在搅拌滚筒内的三维流场,数值模拟搅拌叶片螺旋角为73°时流场的流线和轴向出料速度,较为真实地反映了混凝土在滚筒内搅拌的实际情况.通过与搅拌叶片螺旋角为66°和80°的搅拌滚筒内流动的模拟计算比对,表明螺旋角为73°的叶片的搅拌性能和出料速度均优于其他螺旋角的搅拌叶片,能满足搅拌运输车的搅拌滚筒对拌料匀质、送料连续和低动力消耗的要求.同时进行了相应的试验比对,验证了模拟分析的正确性.该搅拌筒内非牛顿宾汉流体混凝土流动的数值模拟,表明基于k-ε模型的CFD数值模拟方法可以用于搅拌筒内混凝土这种非牛顿流体的搅拌过程的分析.

关键词：搅拌滚筒非牛顿流体搅拌叶片螺旋角流场分析计算流体动力学

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基于UG的渐开线直齿圆柱齿轮参数化建模

济南职业学院学报 2013年第2期 64-65页

作者：郭洪锍江苏省特种设备安全监督检验研究院泰州分院江苏泰州225300

介绍了参数化模型的重要性,阐述了基于UG软件的参数化模型建立方法 ,以渐开线直齿圆柱齿轮设计为例,描述了其参数化建模过程。

关键词： UG 三维参数化建模渐开线圆柱齿轮

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无损检测与评价在起重机械检验中的应用分析

西部特种设备 2022年第1期5卷 52-58页

作者：郭洪锍江苏省特种设备安全监督检验研究院泰州分院江苏泰州225300

本文对起重机械检验中无损检测与评价展开分析,提出其应用优势。并对现阶段起重机械设备检验中无损检测与评价应用的主要技术类型展开全面分析,以保证起重机械设备使用的安全性。

关键词：起重机械无损检测技术检测与评估

一起蒸汽锅炉缺水爆炸事故的技术分析和对策研究

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特种设备安全技术 2020年第4期 1-2,16页

作者：郭洪锍江苏省特种设备安全监督检验研究院泰州分院江苏泰州225300

结合一起燃氢蒸汽锅炉在使用过程中发生的缺水爆炸事故,介绍事故产生的基本情况。通过事故现场情况勘查,系统分析事故的过程,总结事故发生的主要和次要原因。指出现场存在的安全隐患,提出蒸汽锅炉安全管理和使用过程中的相关内容和对策... 详细信息

结合一起燃氢蒸汽锅炉在使用过程中发生的缺水爆炸事故,介绍事故产生的基本情况。通过事故现场情况勘查,系统分析事故的过程,总结事故发生的主要和次要原因。指出现场存在的安全隐患,提出蒸汽锅炉安全管理和使用过程中的相关内容和对策,阐述锅炉检验时需要注意的事项,为锅炉检验人员提供借鉴,同时为预防类似事故的发生。

关键词：锅炉爆炸检验