1 引 言

斗轮堆取料机是广泛应用于冶金、电力、钢铁行业的装卸设备，在使用过程中，发现其斗轮机构的铲斗经常会出现突发性的异常变形，导致生产作业无法延续而停机。应用Creo3.0的CAD/CAM/CAE集成技术系统平台，在Creo3.0 Parametric中对铲斗进行参数化建模后，再应用Creo3.0 simulate对铲斗进行静态分析、失稳分析、敏感度分析和优化设计研究，从而快捷有效地找出铲斗变形的原因和解决方案。

2 堆取料机斗轮机构结构参数

堆取料机的斗轮机构包括斗轮液压系统、斗轮液压马达、斗轮旋转取料机构以及斗轮溜槽，其中斗轮旋转取料机构由8个单体料斗组成。8个铲斗在旋转取料的过程中，由于操作不当、铲斗质量不好、堆取料机机构设计不佳等问题，使得铲斗在运转过程中出现了变形，当铲斗变形量大时，就会碰撞到斗轮机构的Y型支撑梁。

斗轮的技术特征参数如下：

液压马达的型号 MB1600-1375SSN

图书馆学家李小缘认为国立图书馆的职能包括“搜集今古各国文字书籍，地图，小册，杂志，报章，档案，公文。包罗万象，应有尽有，或与他馆书籍互相流通，或与他馆交换书籍，或立版权法，或为专门研究，或培植人材为专门之训练，或偏重参考关心询问答复，或编制目录”［10］。在我国现代图书馆事业的发展历程中，国立北平图书馆的编纂群体既是整理馆藏文献为学术研究提供专业服务的重要力量，也是图书馆训练和培植学术人材的典范。

液压马达的排量 84.04 L/r

(3)载荷定义。在Creo 3.0 simulation中，载荷包括力/力矩载荷、压力载荷、承载载荷、重力载荷、离心载荷以及全局温度载荷6种载荷。对堆取料机在日常作业中铲斗可能出现的异常撞击情况进行输加载荷，如果在Creo 3.0 simulation平台下模拟出来的铲斗变形情况跟实际中铲斗变形情况是类似或者一致的，即可说明在该平台环境下输加的载荷(包括受力点、受力方向、受力大小)引起的铲斗失稳分析图像，就是铲斗在实际作业中的受力引起的实际变形。

斗轮机构直径 7 m

由图5可以看出，虽然锚固长度和锚杆承受载荷等级大小不同，锚固剂-围岩界面的剪应力均在端口出现剪应力集中，且随着锚固深度的增大，界面剪应力逐渐变小。分析可知，轴向载荷作用下，锚固剂在锚固段外端口最容易出现界面滑移脱黏或锚固剂剪切破碎。

斗轮机构转速 5 r/min

斗轮铲斗的容积 0.9 m3

(1)分配材料。在材料目录中选中STEEL确认指定建模材料。

(4)静态分析。静态分析用来模拟模型结构的刚度和强度，根据约束和载荷条件计算模型的应力和应变。运行静态分析必须同时具备1个约束集、1个以上载荷集和系统兼容的3D模型这3个条件。

斗轮的结构形式 无格式

对铲斗进行有限元分析，首先需要根据堆取料机的原始设计资料，将二维加工图纸中的数据转换成Creo3.0环境下的三维模型。在三维环境下，主要使用平面草绘、三维实体拉伸、材料去除、倒圆角、曲面生成实体、拔模、抽壳等模型功能生成铲斗三维模型。

铲斗的材料及厚度 Q345厚8 mm，ZGMn13

(2)约束定义。在Creo 3.0 simulation中，约束包括平面约束、销钉约束、球约束、位移约束以及对称约束5种类型。本分析拟定其工作状态为铲斗旋转或者平移运动过程中，铲斗的某一局部受到某一方向的异常冲击力的受力状况，需对铲斗的铰接点以及铲斗根部分别进行“销钉约束”和“螺栓约束”设置[1-2]。

3 单体铲斗有限元分析

3.1 单体铲斗三维建模

基于手机APP的景点对口旅游服务类应用不仅实现了某一景点的信息查询、游记分享、导航功能、展示游玩路线、搜索周边酒店及餐厅以及查询美食相关信息等功能。本设计在很大程度上满足了游客在旅行过程中轻松便捷和乐于分享的心理需求，能够增加游客对某一景点的详细了解，势必给景点带来经济和社会效益。将其应用到商业中，必将是有助于旅游业发展的项目。

3.2 铲斗单体的安装固定方式

铲斗的装配约束形式是有限元分析的基础，该单体铲斗的约束主要涉及到2个部位：通过铲斗两侧2个同轴的销孔以及端面约束铲斗位于该轴心(仍然可以自由旋转)以及左右方向的自由度；通过铲斗后面的螺栓固定板约束铲斗沿轴心方向旋转的自由度。

3.3 静态有限元分析

斗轮数量 8

厚20 mm

结合修正指数中相关性分析结果和显著性水平，8个观测变量中Reason1和Preference1间相关系数达到0.51，p<0.001，说明出于会话内容本身原因使用英汉混杂和偏好混杂名词和语气词间存在显著相关关系，似乎表明使用者出于表达专业术语、保持英文原汁原味、汉语中无对应词，避免汉语可能会出现尴尬禁忌，营造气氛等原因使用英汉语码混杂，其混杂词多为名词和语气词，这一发现也较为符合语言交流的实际。

液压马达单位扭矩 16 000 Nm/Mpa

8月24日至9月2日，雨带位置摆动，西北地区东部、东北地区南部、江淮、江南、华南及西南地区有30-60毫米降雨，部分地区有80-150毫米；上述大部地区降水量较常年同期偏多2-5成。

设置静态分析参数后，单击“分析和设计研究”对话框中的运行按钮，同时在“显示研究状态”中查看当前分析研究日志，完成后查看“设计研究或者有限元分析结果”对话框，如果对话框中的状况显示“completed”,则说明静态分析结束，或者目前分析的结果可以为后面的失稳分析做基础，并意味运算结果正确；如果对话框中的状况显示“failed”，说明静态分析无法进行，需要根据诊断结果对模型的设置条件进行修复和更改，直至静态分析能够正常开展运算[3]。

针对KLD-2Z两段式滚筒烘丝机由准备状态切换至启动状态，前馈控制程序启动后，烘丝机Ⅰ区和Ⅱ区温度控制器同时启动，且Ⅰ区和Ⅱ区筒壁温度以最大升温速率升至前馈控制修正值，导致烘丝机实际脱水量远大于滚筒内烟丝所需要的脱水量而产生大量干头烟丝的问题，采取以下优化方案。

(5)失稳有限元分析。失稳分析是在静态分析结果的基础上，分析模型的稳定性，即模型在载荷作用下是如何发生变形的，以及变形的大小等。运行失稳分析必须同时具备3个条件：1个以上的载荷集；1个静态分析，或者增加1个设计研究；属于系统能兼容的3D模型[4]。

2）坚持“两个不间断”。①坚持理论学习不间断。在医生的培养过程中，坚持理论学习不间断，建立和完善“以能力为导向，以病例为基础”的床旁教学体系，开展多层次以问题为基础的学习。开设研讨式循证医学课程，培养学生的自我学习能力和循证医学思维。在技能训练方面。强化临床实践教学环节，建立完善导师带教制度，通过有针对性的临床实训与技能强化，完成住院医师的规范化培训。

在新建失稳分析并将各个设置项设置完成后，在“分析和设计研究”对话框中单击运行按钮，待运算完成后选择“查看设计研究或者有限元分析结果”并根据研究需要选中“显示类型”下拉列表框中的“Fringe”。在“显示选项”中分别选中“连续色调”、“已变形”、“透明叠加”、“显示元素边”、“显示载荷”，然后选中“确认并显示”即可生成铲斗在异常碰撞情况下的失稳有限元分析结果。

通过铲斗失稳位移变形云图可以看出，当120 kN的力撞击铲斗齿板时，会使铲斗的3个齿板向3个不同的方向发生位移，其位移曲线如图1所示。当该异常的撞击力足够大，使齿板发生足够大的位移量，变形的齿板就会在旋转的过程中刮碰到堆取料机的大梁，引发事故。根据现场的经验归纳，引发铲斗变形的接近120 kN的外力可能来自以下3个方面：①堆取料机悬臂在下降的过程中，铲斗突然撞击到地面；②堆取料机在取料机的过程中撞击到料堆；③堆取料机斗轮在旋转取料的过程中材料疲劳引起的变形。

图1 中间齿板变形位移曲线图

该类事故的发生不仅损坏了铲斗本身，还会严重损害斗轮体的驱动系统。为了避免该类事故的发生，有必要从3个方面加以预防：①提高操作人员的作业水平，严禁开机出现撞机的情况；②优化设计铲斗，提高铲斗的刚性和强度；③加强对铲斗的维护，防止铲斗的螺栓脱落，以及其他方式引起的铲斗变形。

3.4 铲斗的局部敏感度分析

敏感度分析是一种定量分析工具，研究设计参数对模型性能的影响情况。在敏感度分析中，定量分析是通过运行局部敏感度分析来完成的。如果确定了主要参数，可以运用局部敏感度分析方法来确定参数的变化范围，并在这个范围内寻找最佳的设计参数。原铲斗的本体材料均使用8 mm厚的Q345钢板，经过冲压成型以及满焊拼接而成。假设将铲斗中具有拔模部分的钢板厚度增加到12 mm，通过Creo 3.0 simulation分析其应力、位移与材料厚度之间关系，见图2～图3所示。

笔者认为保障宅基地农户资格权的关键是稳定农户在农村的基本居住权和赋予其宅基地收益权，并从以下两个方面推进农村宅基地制度改革。

图2 最大应力随厚度变化的关系曲线

图3 最大位移跟厚度的关系曲线

从图2和图3可以看出，当铲斗的的拔模部分材料变更为12 mm厚的钢板时，其应力随着钢板的厚度增加而减少，但是其位移变形量并不是随着其厚度的增加而降低。因此，使用12 mm厚的钢板并不能减少铲斗在受异常冲击力下产生的异常变形，只是其变形的位移方向不同而已。不过，增加该部分的钢板厚度后，铲斗的两侧的变形不再会往铲斗的两侧开展，而是向铲斗的两侧收缩，说明对该部分进行材料加厚后，就算受异常冲击变形，也不会因为变形而使铲斗撞击到堆取料机的钢梁。

4 结语

应用Creo Parametric 3.0先进的参数化、模块化和无缝集成化技术，将生产中碰到的实际问题，通过计算机模拟再现到Creo系统环境下，以反逆工程的形式推断现场故障发生的可能原因，为技术人员提供比较可靠的事故原因分析，同时也为铲斗的优化设计和改良提供了科学的依据。

参 考 文 献

[1] 乔建军，王保平，胡仁喜.Pro/E Wildfire 5.0动力学与有限元分析从入门到精通[M].北京：机械工业出版社，2010.

[2] 葛正浩，贾娟娟，杨芙莲.Pro/E Wildfire 5.0工程结构有限元分析[M].北京：化学工业出版社，2010.

[3] 龙剑群，沈微.基于Creo Simulate的木材抓具有限元分析与优化设计[J].黑龙江大学工程学报，2013(3)：92-96.

[4] 王浩刚，李海平，刘家渠.基于Creo 的山地车后悬架机构仿真和有限元分析[J].机械工程师，2011,(12)：66-68.