散料在輸送過程中除了常見的堵塞、磨損、皮帶跑偏、揚塵、灑料問題，落料管支撐結(jié)構(gòu)的強度是否能滿足實際的作業(yè)工況要求，也是一個重要的考量標準。

本文對某落料管在實際輸運煤炭過程進行了支撐結(jié)構(gòu)的強度分析。

• 落料管支架材質(zhì)：Q235，運量：10000t/h

將EDEM導(dǎo)出的作用力讀入到hypermesh中，求解散料輸運設(shè)備在同時承受物料載荷與重力載荷的作用下支架的受力狀態(tài)。

> 10000t/h運量EDEM仿真物料流態(tài)

仿真結(jié)果分析

• 最大應(yīng)力值

保證落料管支架在極限工況下，最大應(yīng)力仍小于材料屈服應(yīng)力，結(jié)構(gòu)不會發(fā)生屈服失效，滿足工況要求。

在10000t/h運量時，落料管支架最大應(yīng)力為189.2MPa，設(shè)備常規(guī)運量為8000t/h，因此常規(guī)工況下結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力小于189.2MPa，小于材料屈服應(yīng)力235MPa，結(jié)構(gòu)能夠承受最大運量10000t/h工況載荷。

• 應(yīng)力集中區(qū)

如圖所示，最大應(yīng)力出現(xiàn)在豎桿與底部桿連接位置，該位置為尖角連接，為應(yīng)力集中現(xiàn)象。

> 10000t/h運量應(yīng)力云圖

為了避免材料或構(gòu)件因應(yīng)力集中而造成的破壞，工程上主要采取以下預(yù)防措施：

a. 表面強化

對材料表面作噴丸、滾壓、氮化等處理，可以提高材料表面的疲勞強度。

b. 避免尖角

即把棱角改為過度圓角，適當增大過渡圓弧的半徑，效果更好。

c. 改善零件外形

曲率半徑逐步變化的外形有利于降低應(yīng)力集中系數(shù)，比較理想的辦法是，采用流線型型線或雙曲率型線，后者更便于在工程上應(yīng)用。

d. 孔邊局部加強

在孔邊采用加強環(huán)或作局部加厚均可使應(yīng)力集中系數(shù)下降，下降程度與孔的形狀和大小、加強環(huán)的形狀和大小以及載荷形式有關(guān)。

e. 適當選擇開孔位置和方向

開孔的位置應(yīng)盡量避開高應(yīng)力區(qū)，并應(yīng)避免因孔間相互影響而造成應(yīng)力集中系數(shù)增高，對于橢圓孔，應(yīng)使其長軸平行于外力的方向，這樣可降低峰值應(yīng)力。

該案例在實際焊接后通過焊材填補，在一定程度上消除了尖角，從而減小應(yīng)力集中。

• 結(jié)構(gòu)改進

> 結(jié)構(gòu)增加豎支撐桿

> 改進后結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果數(shù)據(jù)及應(yīng)力云圖

結(jié)構(gòu)增加豎支撐桿后，最大剪切應(yīng)力為43MPa，最大米塞斯應(yīng)力為103.7MPa，均小于材料的許用應(yīng)力，結(jié)構(gòu)強度得到大大提升。