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有限元分析整體建模時(shí)，板殼單元的單元密度要合理把握，過(guò)小的密度會(huì)極大地增加模型網(wǎng)格數(shù)量和求解時(shí)間，不利于進(jìn)行結(jié)構(gòu)的整體分析。網(wǎng)格模型能夠滿足初步的分析目的即可，不能要求一個(gè)模型就可以解決所有的問(wèn)題。在初步分析的基礎(chǔ)上，可以再針對(duì)需要重點(diǎn)分析的部位細(xì)化網(wǎng)格甚至單獨(dú)建模分析。建立網(wǎng)格模型時(shí)，要隨時(shí)進(jìn)行模型的質(zhì)量檢查，包括單元節(jié)點(diǎn)的重合、板殼單元的翹曲度以及單元的連接等方面。通過(guò)針對(duì)不同的部件、板厚、截面特性、材料和分析需要建立不同的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)分組，對(duì)于建模和后處理都有很大的幫助。
有限元網(wǎng)格模型完成以后，要對(duì)模型進(jìn)行施加載荷和約束。利用I-DEAS軟件的BoundaryConditions模塊完成斗輪取料機(jī)結(jié)構(gòu)有限元模型的施加載荷和約束。根據(jù)軟件的不同，載荷施加和組合的方式也各有不同，但結(jié)果一樣。
設(shè)備的自重載荷通過(guò)對(duì)模型施加豎直方向重力加速度來(lái)實(shí)現(xiàn)，物料載荷在帶式輸送機(jī)支撐梁上分布施加線載荷或者選取合適的點(diǎn)施加集中載荷，斗輪切削力要在切削點(diǎn)上施加并考慮不同的切削方向。載荷的施加要考慮到不同俯仰狀態(tài)的模型對(duì)載荷的不同要求，尤其是斗輪切削力和膠帶張緊力。
先將單個(gè)類(lèi)型的載荷施加以后，通過(guò)施加一定的系數(shù)組合形成載荷組合。同一工況內(nèi)不同的載荷組合對(duì)于結(jié)構(gòu)部件的影響是不同的，選取合理的載荷組合才能分析出不同部件的最不利情況，這需要一定的散料設(shè)備結(jié)構(gòu)分析經(jīng)驗(yàn)。載荷組合的數(shù)量與網(wǎng)格模型的數(shù)量疊加會(huì)大大增加求解和后處理的工作量，因此要合理選擇。
本機(jī)型采用的是臺(tái)車(chē)形式的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，因此針對(duì)車(chē)輪支撐點(diǎn)選擇采用柱坐標(biāo)的局部坐標(biāo)系來(lái)約束豎直方向和徑向，切向通過(guò)約束回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的齒輪嚙合點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。上部鋼結(jié)構(gòu)的反力作為載荷以柱坐標(biāo)的形式施加到門(mén)座架上，走行部分的約束要注意在垂直于軌道的水平方向只約束單條軌道的自由度，這樣才可以相對(duì)真實(shí)地模擬門(mén)座架的受力狀態(tài)。
在I-DEAS軟件的Model Solution模塊下對(duì)斗輪取料機(jī)的結(jié)構(gòu)有限元模型進(jìn)行求解，設(shè)置解算方式為線性靜態(tài)分析(Linear Statics)，保存位移、應(yīng)力和單元力，輸出支反力到結(jié)果文本文件。
求解完成后，首先查看有無(wú)錯(cuò)誤和警告信息，這些信息通常會(huì)提醒模型的重大缺陷。然后查看結(jié)果文本文件，對(duì)照文件中不同載荷組合的載荷統(tǒng)計(jì)和支反力統(tǒng)計(jì)，并且與手工核算出來(lái)的“理論”反力相比較，可以很快地判斷模型的加載是否存在問(wèn)題。另外，按照模型反力計(jì)算設(shè)備的回轉(zhuǎn)輪壓和行走輪壓，同手工計(jì)算的輪壓數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比；查看模型計(jì)算出來(lái)的俯仰鋼絲繩載荷，同手工計(jì)算的鋼絲繩載荷進(jìn)行對(duì)比;通過(guò)這些對(duì)比來(lái)校核模型的準(zhǔn)確性。選取典型工況查看變形，增加變形的放大量，看是否與“理論”上的變形情況相符合，可以發(fā)現(xiàn)模型的連接等重大問(wèn)題。
確認(rèn)模型沒(méi)有問(wèn)題以后，轉(zhuǎn)到Post Processing模塊進(jìn)行后處理分析，主要是分析應(yīng)力和變形是否滿足《規(guī)范》的要求。
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