本文围绕叶片、丸料、单元、划分、摩擦力、压力、施加、应力、载荷、实体等有关词展开编写的关于水平移动式抛丸机叶片受力的有限元分析的叶片丸料相关文章，仅供大家了解学习。
水平抛丸机叶片应力的有限元分析水平移动抛丸机是欧美发达国家广泛使用的一种表面处理设备。它不仅能清除沥青路面的附着物(如燃油、机油)，保证行走安全，提高路面的附着力和使用寿命，还可用于水泥路面的表面清洁和路标的清理铺设。2I
作为抛丸的关键部件，其质量和使用寿命主要取决于叶片[3]
近年来，为了开发使用寿命更长的叶片，国内科研人员做了大量的研究和努力。在使用钢丸的情况下，目前国内生产的抛丸机叶片平均使用寿命为400h。
叶片应力是研究叶片使用寿命的基础。建立了前弯叶片的有限元模型并进行了模拟，以进一步阐明叶片的失效机理，为提高其使用寿命提供理论依据。
1叶片受力分析在水平移动抛丸机模式下工作时，利用电机产生的负压将表面处理过程中产生的杂质和灰尘吸入配套的除尘设备中。分离后，可重复使用的颗粒储存在储料斗中，杂质和灰尘通过软管进入除尘设备，经过过滤后排放到大气中' 4 |
图1显示了水平移动抛丸机的工作原理
图1水平移动的工作原理抛丸机前弯叶片是指叶片沿旋转方向向前弯曲，其受力情况如图2所示。
前弯叶片丸料受力分析。根据牛顿第二运动定律，有一个公式:m ——单个抛射体的质量，kg；F ——切向分量，n；唯一法向分量，n；FV 21丸料受叶片法向压力，n；b受到叶片的切向摩擦力，n；运动——抛射体相对于叶片的速度，即相对速度，m/s；% ——抛射体所在位置的叶片速度，即抛射体的牵引速度，m/s；% ——丸料的绝对速度，m/s；O: ——相对速度在F方向的分量，m/S2；口:——相对速度在N方向的分量，m/S2；口:——丸料涉及加速度的切向分量，m/S2；口:——抛体牵连加速度的法向分量，m/S2；口
——抛射体的科里奥利加速度，m/S2；B ——叶片、蜗杆的内径；f-叶片的曲率半径，ShanP ——抛体位置的回转半径，Shan——丸料相对于质心的角速度，rad/s；r—-1，
峪口
夹具的钝角，弧度/秒
由公式(1)可知，叶片向前弯曲0°，因此不存在丸料未穿过叶片端部就提前飞出叶片的情况。
作用在叶片上的摩擦力为f，= fn = 2mfo) 2Rb anus+button，其中:丸料与叶片之间的动摩擦系数。
类型(1)表示叶片上单个的压力。事实上，当叶片高速旋转到定向套筒的窗口时，它要承受大量从定向套筒中喷涌而出的丸料。此时抛体相对于叶片的运动是随机的，总会有一部分沿着叶片运动，直到后面被抛出。
有的会和刀刃相撞，zui后被刀刃甩出去。
由于叶片的高速旋转，丸料瞬间充满整个叶片。考虑到叶片的整体受力，假设:(1)所有抛射体都沿着叶片运动，直到后面被抛出。
(2)回转半径相同时，丸料对叶片的压力和摩擦力相等，其值为叶片对丸料的压力和摩擦力。
(3)由于叶片各点上的应力与叶片在宽度方向上的位置无关，所以叶片在宽度方向上的压力和摩擦力相等。
(4)根据抛丸机的工作原理，将抛丸中的气体导入ANSYS软件，如图4所示。
物体少，接近真空状态，所以忽略气流对叶片的影响。
2.重力、惯性力和摩擦力的影响叶片不仅受到抛射体的压力和摩擦力的影响，还受到物体重力和旋转产生的惯性力的影响。
而惯性力和重力是恒定的，压力和摩擦力是动态的。
当高速旋转的叶片旋转到定向套筒的窗口时，瞬间充满丸料。丸料对叶片的压力和摩擦力不是完整的循环，而是台阶，其作用时间与定向套筒的角度有关，即T = (360) R，其中A为定向套筒的角度，一般A = 60。
t是叶片旋转一周的时间。
设萨格勒布为叶片上第I个节点的摩擦力或压力，工作过程中叶片任一点上的周期力为3。有限元模型抛丸机叶片分为底座、工作面(凹面)和凸台三部分，如图3所示。
底座用于将叶片固定在叶轮上，工作面是承受丸料所施加载荷的主要部分，而凸台可以防止丸料从侧面溢出，其受力很小，可以忽略不计。
当叶片上覆盖直径为1mm的钢丸时，距离为1mm的点受到丸料压力和摩擦力的影响。
图3叶片结构叶片主要参数:外径Rb = 169mm，内径Rb = 59mm，曲率半径Z = 200mm，材质为高铬铸铁，弹性模量E = 1.571011pa，泊松比Lu = 0.27，密度P27.8103kg/m3。
从应用中可以看出，叶片的失效都发生在叶片上。
建立有限元模型时，底座与叶片的连接面可以用固定端代替。
通过CATIA软件实现叶片实体模型，然后将图4导入ANSYS的叶片模型，如图4所示。
图4导入ANSYS 4有限元分析的叶片模型4.1单元划分根据叶片的受力分析，叶片工作面上各点的受力大小和方向不同，受力大小呈非线性[7]
因此，选择了solid 45和surfl54单位。
Soliim5单元适用于三维实体的结构分析，有八个节点。在元素坐标系的XY和Z方向上，每个节点都有移动的自由度。
图5示出了单元SOLIMIM 5的网格划分。
图5 solid 45 unit entity division surf 154用于在三维实体结构表面施加压力，压力分布不均匀，并随结构表面的位置而变化。
划分单元有两种选择:一种是用实心45实体单元划分叶片；其次，使用SOLIMIM 5实体单元和SURFL54表面响应单元将叶片划分在一起。
因为的直径是1毫英寸，所以当叶片工作表面的网格尺寸小于1毫英寸时更为实用。
用SURFL54和SOLIM5单元一起划分网格时，先用SURFL54划分叶片的工作面，再用SOL-IIM5划分整个实体，如图6所示。
图6。SURF154和solid45一起划分刀片网格。4.2施加载荷和约束。4.2.1在工作面上施加载荷。在ANSYS中，载荷可以施加到实体模型(关键点、线和表面)和单元模型(单元或单元的节点)上。
由于丸料与叶片的接触是点面接触，属于集中力，所以在加载方式上选择节点载荷更符合实际。
4.2.2当通过对叶片应用固定约束来简化叶片分析模型时，不考虑叶片基部。
因此，有必要对连接到基础的节点施加固定约束，如图7所示。
图7应用的固定约束4.2.3惯性约束由设置主菜单>解决方案>定义载荷>结构>惯性>角速度旋转产生的叶片惯性力应用
通过主菜单>解决方案>定义载荷>结构>惯性>重力设置叶片的重力。
4.3结果分析图8为SOLIMIM 5单元划分，其等效应力为617.795 MPa。
图9显示了由Solid45和Surflm一起划分的单元，其等效应力为679.651 MPa。
除了应力值略有不同外，应力分布基本一致，只是SOLIMIM 5划分的一些单元过于扭曲，会造成一些误差。
SOLIM 5和SURFL54划分的网格更合适(图6)，生成的元素不会太失真。
图8 solid 4单元划分的等效效果图9 solid 45和Surfls4单元划分的等效应力一般来说，叶片的应力分布较低，但在图8和图9中有明显的作用区。
这是因为叶片突然从底部的约束状态变为非约束状态，导致叶片这个位置产生应力集中。
高速旋转的叶片受到丸料的周期性压力，应力集中点*因疲劳首先发生塑性变形，使叶片表面产生裂纹，裂纹不断扩展导致其断裂。
因此，应力集中是导致叶片疲劳断裂失效的原因之一。
叶片在高速旋转的叶轮中工作时，要承受喷丸磨料的磨损和高速喷丸材料的冲蚀磨损。
丸料对叶片压力的较大值位于叶片边缘，其值为1090.85 N
这里摩擦力的较大值为174.536，与叶片的曲率半径有关。
因此，实际使用中刀刃磨损严重。
过大的正压是叶片磨损失效的另一个原因。
提高叶片的使用寿命，除了选择合适的材料，提高叶片的耐磨性外，还需要设计合理的叶片形状，减少大正压的影响。
公司借鉴国内外厂家的产品性能和生产经验，开发了抛丸机清理系列产品，主要生产喷砂房、钢管外壁抛丸机、钢管内壁喷砂机、转台式抛丸机、悬链步进式抛丸机、钢板抛丸机、吊钩式抛丸机、履带式抛丸机、台车式抛丸机、辊道式抛丸机、悬链式抛丸机、大型铸件抛丸机、钢瓶外壁清理机、带钢线材抛丸清理机、钢板型材清理喷漆烘干线、树脂砂生产线、粘土砂处理、喷砂机、除尘设备等100余种产品。我们技术设计所积累的经验使我们能够为用户就近提供需要的解决方案。公司利用技术为工业制造商，铸造厂和金属加工企业提供服务，解决他们的特殊要求。
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