文档介绍：基于有限元的振动筛结构优化设计研究
 
 
沈琴
Summary：由于大型振动筛的應用不断扩展到环境恶劣、工况条件特殊的场合，企业对于大型振动筛的需求量激增，可是振动筛在长期连续工作下承受着来自物料的交变载荷的作用，为了的地方，，而振动筛的结构强度校核以材料Q235B为准，其屈服极限为？滓s=235MPa，因此结构强度满足设计要求，同时取应力
计算校核的动应力安全系数kb=5，许用应力而且还留有一定的安全余量。从位移分析结果可知，，而振动筛整体所受到的合力作用为343756N，。因此，不论在强度方面还是刚度方面，给定的振动筛的结构设计均处于安全要求范围内。
2  振动筛的谐响应分析
谐响应分析概述
线性结构在承受正弦或简谐变化载荷时，谐响应分析可作为稳态响应分析方法对其进行处理，其中，输入载荷可以是已知频率的力、压力和位移值，输出数值可以是节点位移或应力、应变等。通过对振动筛进行谐响应分析，可以计算出振动筛本体在不同频率下的响应特性，得出响应值与频率之间的变化曲线，从而可以预测振动筛的持续动力特性，验证振动筛的结构在已知变化载荷下是否能够克服共振、疲劳或其他受迫振动[2]。因此，研究振动筛的动力特性的任务之一就是对其进行谐响应分析。
模态叠加法可以將模态分析中施加的载荷通过LVSCALE命令应用于谐响应分析中，以避免重复加载，并且其响应曲线图比完全法和缩减法更为精确，因此，对振动筛的谐响应分析采用模态叠加法。
谐响应分析具体求解方法
任何结构的有限元分析过程就是结构总体矩阵集成的过程，即通过将每个单元特性矩阵集合成整个结构的特性矩阵，从而建立整体结构的平衡方程，采用模态叠加法进行谐响应分析的主要步骤分为：建立有限元模型、进行模态分析、
查看模态叠加法数据、扩展模态叠加解、查看结果。一个结构系统可以建立相互独立的n个方程，并通过数值积分法或Duhamel法进行有效的求解计算即可。
3  振动筛优化设计
振动筛相关问题的处理
对于谐响应分析，系统假定的前提是施加的所有载荷是随时间按正弦或简谐规律变化的，必须指定需要输入的载荷的幅值、相位角和强制频率范围。如果系统结构只承受单个载荷的作用，相位角可以忽略;如果系统结构同时承受若干个同频率载荷，则相位角必须输入。而系统结构对不同频率载荷的动态响应情况可以通过后处理器叠加不同频率的载荷状态而得到。
谐响应结果分析与优化讨论
采用ANSYS/Workbench有限元分析软件进行谐响应分析，导入Harmonic Response分析模块，依次定义材料属性，导入几何模型，划分网格，定义弹性约束和激励幅值与相位角，并设置好频率求解范围。分析结束后对振动筛结构的频响特性曲线进行查看。
可以看出，振动筛结构出现最大位移的临界频率为26Hz，。因此，对频率为26Hz的振动筛结构的应力应变云图作进一步分析，可得到振动筛结构应力与位移云图。
可知振动筛结构在谐响应分析时，其频率为26Hz下的结构应力最大值为234MPa，其位置在振动筛入料口的挡板处。由于该处的材料为Q235B钢板，其
应力值接近结构材料的许用