华中农业大学学报

作者：张永杰

关键词：粉碎机架板; 静力学计算; 模态分析; 拓扑优化; 静动态特性; 结构优化; ANSYS Workbench

基金：国家自然科学基金面上项目（51875230）; 中央高校基本科研业务费专项（2662019PY082）

以某锤片式饲料粉碎机转子系统架板为研究对象，采用ANSYS Workbench软件对其进行静力学计算与模态分析。结果显示:实际工况下架板的最大总形变量为0.035 mm，其发生在中间支撑板上装有8块锤片的2个销轴的安装孔处，架板沿X、Y及Z轴方向上的最大形变量分别为0.035、0.001以及0.016 mm，各形变量均较小且与架板实际受力情况相符；架板所受最大应力为165.72 MPa，且应力较大的部位仅集中分布在中间支撑板上装有8块锤片的2个销轴的安装孔附近，架板上绝大部分位置的应力值均在36.862 MPa以下；架板的一阶固有频率为339.79 Hz，且前六阶固有频率均远大于粉碎机的激振频率58.33 Hz，但其存在较大的材料冗余。基于此，对架板进行拓扑优化，并根据材料去除率为50%的计算结果对架板结构进行优化设计，优化后架板的质量由最初的46.66 kg降至25.85 kg。对优化后的架板进行静力学计算与模态分析，结果表明，全新的架板的强度与刚度均足够，且其材料冗余量大幅降低，架板在工作过程中不会发生共振。

来源：2019年第5期

《华中农业大学学报》期刊编辑部

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