outlined

filter press是分離行業(yè)中最廣泛使用的過(guò)濾設(shè)備之一．其主要的承載構(gòu)件有油缸座(對(duì)油缸加載而言)、止推扳體、壓緊板體等。隨著對(duì)壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸要求的不斷加大，這些構(gòu)件義承受了較大的載荷，使之成為壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。更考慮到壓濾機(jī)在使用過(guò)程中，經(jīng)常加載與卸載．使這些構(gòu)件承受疲勞載荷。更惡化了其承載環(huán)境，增加了損壞的可能性。

油缸座、止推板體和壓緊板體一般用鋼板、鍛件(或鑄件)焊接而成，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，這就為設(shè)計(jì)計(jì)算帶來(lái)很大的困難。這些構(gòu)件的設(shè)計(jì)一般由各個(gè)制造廠家按照使用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，迄今為止還沒(méi)有形成行業(yè)上的統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)或要求。由于構(gòu)件既是大型，義是復(fù)雜，但按一般的方法無(wú)法精確計(jì)算，所以往往造成斷裂或過(guò)于保守。在此之前也朱見(jiàn)到關(guān)于其設(shè)計(jì)和分析方法的文獻(xiàn)報(bào)道。隨著有限元應(yīng)力分析技術(shù)的發(fā)展與普及。以及大量通用商用計(jì)算軟件的出現(xiàn)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)近些年來(lái)的迅猛發(fā)展，對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析變得方便，計(jì)算成本也逐步降低，這樣人們一般趨向于采用有限元分析取代以往的試驗(yàn)方式進(jìn)行力學(xué)分析。

與試驗(yàn)驗(yàn)證相比，有限元慮力分析更容易和更準(zhǔn)確地得到諸如應(yīng)力分布、應(yīng)力水平、櫥服區(qū)域等：同時(shí)由于有限元方法可以計(jì)算出構(gòu)件內(nèi)部的應(yīng)力(這對(duì)試驗(yàn)方式來(lái)說(shuō)非常困難)．人們可以按照某一點(diǎn)、某一條直線或某一平面進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)定，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)更具有針對(duì)性．達(dá)到既安全義經(jīng)濟(jì)的目的。本文對(duì)壓濾機(jī)的兒種油缸座、止推板體、壓緊板體分別在預(yù)緊和操作工況條件下進(jìn)行了有限元應(yīng)力計(jì)算與分析，并進(jìn)行一般意義的強(qiáng)度校核。由于應(yīng)力分析方法應(yīng)用于壓濾機(jī)承載構(gòu)什剛剛開(kāi)始，因此本文的目的是希望在結(jié)構(gòu)統(tǒng)一化、設(shè)計(jì)方法、評(píng)定方法等方面進(jìn)行探討。

2．計(jì)算模型建立

有限元分析的第一步也是重要的一步是模型化，合理的計(jì)算模型會(huì)以較高的精度模擬實(shí)際構(gòu)件，又可以節(jié)約計(jì)算費(fèi)用。模型化包括：

(1)選擇單元類(lèi)型；

(2)如何將計(jì)算構(gòu)件從與其相聯(lián)系的其他構(gòu)件或環(huán)境中通過(guò)各種形式的約束、集中的或按照某種規(guī)律分布的載荷等形式抽象出來(lái)；

(3)按照計(jì)算構(gòu)什的結(jié)構(gòu)、約束條件和載荷狀況的對(duì)稱(chēng)性進(jìn)行簡(jiǎn)化，如取構(gòu)件的1/2、1/4、1，8甚至更少部分進(jìn)行計(jì)算；

(4)按照實(shí)際情況確定哪些位置具有較高的應(yīng)力水平或應(yīng)力梯度、哪些化置對(duì)構(gòu)成安全使用可能有威脅．這些位置是我們耍考察的位置．它需要較高的計(jì)算精度，也就是較細(xì)的網(wǎng)格劃分。對(duì)于應(yīng)力較低或不需要考察的位置可以使用較粗大的網(wǎng)格以降低工作量和不必要的浪費(fèi)。

計(jì)算條件的確定

如前所述，filter press的主要的承載構(gòu)件有油缸座(對(duì)油缸加載而言)、止推板體、壓緊板曲雹體等，它們之間的承載關(guān)系所示。預(yù)緊工況下油缸產(chǎn)．生的推力一個(gè)方向傳遞給壓緊板體，壓緊過(guò)濾框；另一個(gè)方向傳遞給油缸座，通過(guò)油缸座的鉤梁夾座傳遞給鉤梁，再傳遞給止推板體，與來(lái)自濾框內(nèi)的壓緊力相平衡；在操作條件下，料漿產(chǎn)生的均布?jí)毫ψ饔迷趬壕o板體和止推板體的接觸介質(zhì)的表面上，最終傳遞給油缸吐均囂圖l壓濾機(jī)構(gòu)件相互關(guān)系示意圖缸缸鏖爨夾座油缸座承受來(lái)自油缸的推力(載荷條件)，在其鉤梁夾座位置受到鉤梁的約束(約束條件)。而對(duì)于壓緊板體與止推板體，則均需考慮預(yù)緊和操作兩種工況．比如止推板體，預(yù)緊工況F，止推板體一側(cè)受到來(lái)自油缸座壓緊過(guò)濾框的壓力(載荷條件)。在其鉤梁夾座位置受到鉤梁的約束(約束條件)：操作條件下．止推扳體一側(cè)受到壓力介質(zhì)和過(guò)濾框的壓力(載荷條件)，在其鉤梁夾座位置受到鉤梁的約束(約束條件)。這里值得一提的是，由于鉤梁與夾座之間連接為活動(dòng)連接，也就是它們之問(wèn)的接觸面上只能存在壓緊應(yīng)力，因此這個(gè)問(wèn)題需特殊加以考慮。可以按照以下方法之一解決：

①接觸問(wèn)題；

②計(jì)算油缸座或止推板體時(shí)在夾座與鉤梁接觸位置采用彈性邊界元；

③采用只能受壓不能受拉的剛性桿單元疊代求解：在滿足計(jì)算精度前提下，方法較簡(jiǎn)單，本文采用該方法。同時(shí)，試算表明當(dāng)鉤梁的剛度增大時(shí)計(jì)算結(jié)果趨于保守．因此應(yīng)采用同一類(lèi)產(chǎn)品中最短的鉤梁(剛度最大)進(jìn)行計(jì)算。在壓緊板體受油缸壓緊的表面也同樣存在這個(gè)問(wèn)題，本文仍采用了彈性邊界元。