含能材料过筛装置的设计及优化

• 作 者: 邱新媛
• 出 处: 华中科技大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 含能材料过筛 有限元分析 正交试验 模态分析 谐响应分析

含能材料过筛是固体推进剂制备的重要工序之一。含能材料因其高机械感度、高冲击波感度、筛分过程中易静电积聚和吸潮结团,从而对筛分装置提出了更高的要求。本学位论文针对以上问题,结合规定的筛分工艺、现有的黑索金筛分设备和技术指标,分析了含能材料过筛装置的技术难点,提出了含能材料过筛装置的总体方案,并对该装置进行了静力学、动力学特性和运动学特性分析,验证了其在满足工作要求的基础下设备的可靠性和安全性。主要做了以下几方面工作:(1)根据技术指标及物料特性,提出多种解决破拱结团、筛分受阻的方案。通过经验值和理论计算,对设备的结构参数、运动参数及动力学参数进行选择,设计了一套符合工艺要求的含能材料过筛装置,并对其完成三维建模。(2)利用有限元分析软件对装置进行满载工况下的静应力校核,分析了在导料板和加强筋结构上做不同的改进,对解决装置局部应力集中的有效性。结果显示导料板间的缝隙大小是解决应力分布不均的关键因素。(3)通过模态分析获取装置固有频率和振型。针对有可能引起结构共振的固有频率,通过观察振型动画,提出对其有影响的结构参数。利用正交试验法设计仿真试验,探究各结构参数对固有频率的影响主次,并据此确定最佳参数水平组合,指导结构优化。(4)利用谐响应分析定量定性地研究结构在不同激振力幅值和频率下的运动响应,揭示振动装置的运动规律。将仿真结果与理论结果对比,验证理论公式的正确性,得到后期调试时激振力的调节规律。通过分析装置的动应力进一步验证设备的安全可靠性。