立式輥磨機主輥搖臂參數(shù)化建模及結構優(yōu)化.pdf

1、立式輥磨機是一種用于物料粉磨的大型設備，在水泥、陶瓷、礦山、冶金等行業(yè)中廣泛使用。搖臂是立磨加載系統(tǒng)的重要部件，起著傳遞磨輥碾壓力的重要作用，對立磨的可靠性和安全性起著重要作用。當前國內的立磨設計，主要靠引進消化吸收國外技術，存在部分關鍵問題研究不夠深入，設計基于經(jīng)驗等問題，且設計過程中重復工作量大，效率不高，不能根據(jù)用戶要求，實現(xiàn)快速設計。
　　本文以某型號立式礦渣磨主輥搖臂為研究對象，針對搖臂質量較大、設計效率低下等問題，將搖

2、臂結構參數(shù)化，基于ANSYS參數(shù)化設計語言和遺傳算法對其進行結構分析和優(yōu)化，論文主要進行了以下工作：
　　（1）詳細分析了立式礦渣磨的結構特點及工藝流程，并介紹了遺傳算法的主要步驟及計算過程中控制參數(shù)的確定方法，主要包括種群大小、交叉變異率和收斂準則等參數(shù)。
　　（2）對主輥搖臂系統(tǒng)的油壓變化進行了測量，將測得的數(shù)據(jù)作為后續(xù)分析時的載荷步。之后選取主輥搖臂六個部位的尺寸作為參數(shù)，基于ANSYS APDL語言編寫參數(shù)化有限元分

3、析過程的命令流。在此基礎上對搖臂進行了結構分析，得到了六個尺寸參數(shù)對最大應力、位移及一階自振頻率的影響規(guī)律。
　　（3）以搖臂質量最小化為目標構建結構優(yōu)化數(shù)學模型，融合ANSYS APDL語言和數(shù)值計算軟件MATLAB中集成的遺傳算法工具箱求解優(yōu)化模型，實現(xiàn)了優(yōu)化計算過程中MATLAB對ANSYS的后臺調用和兩者間的參數(shù)傳遞。分析了遺傳計算過程中質量、最大應力、位移以及一階自振頻率隨遺傳進化代數(shù)的變化規(guī)律，并分析了不同變異率對遺傳