Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния линейной части трубчатого конвейера

Abstract

Основным и самым дорогостоящим элементом трубчатого конвейера (ТК) является его лента. Расчет ленты свернутой в оболочку из нелинейного, в смысле деформации, материала является серьезным препятствием для применения аналитических методов к расчету ее напряженно-деформированного состояния (НДС). Применение численных, основанных на методах конечных элементов, позволяет получать расчет параметров НДС ленты, однако не лишен недостатков, связанных, как с заданием исходных данных, так и с анализом полученных результатов и их физической интерпретации. Предлагается поход к упрощению общих уравнений упругой оболочки, основанный на учете особенности ее нагружения. Применение такого подхода позволило свести задачу к уравнению второго порядка относительно моментов и получить его аналитическое решение для расчета параметров НДС. Графические зависимости от величины параметров нагружения приводятся.

Основним і найзатратнішим елементом трубчатого конвеєра ( ТК) є його стрічка. Крім того, вона є визначальною при розрахунку напружено деформованого стану (НДС) всіх елементів конструкції ТК. Однак, розрахунок стрічки згорнутої у оболонку з нелінійного матеріалу є серйозною перепоною для використання аналітичних методів розрахунку її НДС. Використання чисельних методів, заснованих на методах кінцевих елементів дозволяє отримати розрахунок НДС стрічки, однак має недоліки пов’язані з визначенням вихідних даних проекту, так і з аналізом отриманих результатів та їх фізичною інтерпретацією. Пропонується підхід до спрощення загальних рівнянь пружної оболонки, заснований на врахуванні особливостей її навантаження. Використання такого підходу дозволило звести задачу до рівняння другого порядку відносно моментів та отримати його аналітичний розв’язок для розрахунку НДС. Графічні залежності параметрів від параметрів навантаження наводяться.

The key and the most expensive part of the tubular belt conveyor (TBC) is its belt. Calculation of the belt, rolled up into the shell and made of nonlinear (in terms of deformation) material, is a major obstacle for using analytical methods for calculating the belt stress strain state (SSS), parameters of which can be calculated by numerical methods based on the finite element method; however, these methods have some drawbacks, which are associated with specifying of initial data and analyzing of achieved results, as well as their physical interpretation. A new approach is proposed for simplifying the elastic shell general equations, which takes into consideration particularities of the shell loading. Application of this approach allows reducing the problem to the second-order equation relatively to the moments, obtaining its analytical solution and calculating the SSS parameters. Graphic dependencies on varying loading parameters are demonstrated.