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作者
梁超李博王子升高宇杰李嘉浩王学文
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单位
太原理工大学机械与运载工程学院煤矿综采装备山西省重点实验室
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摘要
为实现刮板输送机圆环链轻量化，同时改善链环间的接触状态，采用ANSYS Workbench对圆环链进行有限元接触分析，并运用拓扑优化结合响应面优化方法对链环结构进行了优化研究。研究结果表明：在圆环链受拉过程中，在链环间的接触部位以及链环直圆柱和圆环间的过渡连接部位存在明显的应力集中现象，等效应力和等效应变的最大值分别为400.04MPa和0.00195。拓扑优化在不损害链环刚度的前提下使链环质量由2.841kg降为2.733kg,减少了3.80%,但未改善其接触状态；在拓扑优化的基础上利用响应面优化对链环进行二次优化，链环自重降为2.743kg,降低了3.45%,同时链环的最大等效应力和最大等效应变也分别降低了6.08%和6.67%,改善了接触状态。
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关键词
刮板输送机圆环链有限元法拓扑优化响应面优化
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金资助项目（51875386,51804207）；山西省“1331”工程资助；
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文章目录
1 有限元模型构建
1.1 建立三维模型
1.2 构建有限元模型
1)定义材料。
2)定义接触。
3)对计算模型进行网格划分。
4)施加约束载荷。
2 接触模型验证及分析
2.1 模型验证
2.2 接触结果分析
3 链环优化设计
3.1 拓扑优化
3.2 响应面优化
3.2.1 模型参数化及试验设计
3.2.2 响应面及敏感度
3.2.3 优化方案求解及验证
4 结 论
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引用格式
梁超,李博,王子升,高宇杰,李嘉浩,王学文.刮板输送机圆环链拓扑与响应面优化研究[J].煤炭工程,2022,54(07):134-139.
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