脱泡器双螺旋叶片结构动力特性分析.pdfVIP

· 机械制造与研究 · 金鑫，等 ·脱泡器双螺旋叶片结构动力特性分析 脱泡■双螺旋叶片结构动力特性分析 金鑫 。李普 (东南大学 机械工程学院，江苏 南京 211189) 摘 要：搅拌器的双螺旋叶片工作在高粘度胶液 中。文中分别推导了叶片在空气中的动力特 性方程及在胶液中的流固耦合方程 ，并通过ANSYS对其动力特性进行了仿真计算，得到了搅 拌叶片前十阶频率及其振型。其中在胶液中进行动力特性分析时运用了附加质量法，通过表 面效应单元传递了流体对叶片的反作用力。结果表明，叶片在胶液中的固有频率比空气中有 所降低，并且对不同阶次频率，附加质量的影响有所不同。其分析结果可以为双螺旋叶片结构 改进、优化设计和实验研究提供理论依据。 关键词：双螺旋叶片；动力特性 ；模态分析；流固耦合 中图分类号：TH113 文献标志码 ：A 文章编号：1671—5276f2011)03-0006-04 DynamicCharacteristicAnalysisfortheDoubleHelica1．RibbonBlades ofDesecratiOnStirrer JIN Xin，LIPu (SchoolofMechanicalEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing211189，China) Abstract：Thedoublehelical·ribbonbladesofthestirrerareoperatedinhigh-viscosityglue．Firstlythispaperdedvesthedynamice- quationintheairandfluid—structureinteractionequationintheglue．ThenthemodalanalysisismadebyusingANSYS．Finally，weget theformertenth—ordernaturalfrequenciesandvibration．Theaddedmassmethodisusedintheanalysisofthedynamicpropertiesin the glueandthefluidreactionforceispassedtothebladethroughthesurfaceeffectelement．Theresultsshowthatthefrequencyin theglueissmallerthantheonewithsameorderintheair，buttheinfluenceondifferentreductionanddifferentorderisnotsame．The resultalsocar)beappliedtothetheoreticalbasisinthestructuralimprovement，optimaldesignandexperimentalstudy． Keywords：doublehelical-ribbonblender；dynamiccharacteristic；modalanalysis；fluid-structureinteraction ． 0 引言 1 基本原理分析 脱泡搅拌器是芳纶等生产中的重要设备。搅拌器的 1．1 有限元法求解洋}生体振动的基本原理：。 双螺旋叶片工作在高粘度胶液中。由于不稳定流场的激 励作用，会使叶片产生动应力从而引起疲劳破坏…，因此 将双螺旋叶片离散为有限个三维实体单元 ，运动状态 对搅拌叶片进行结构动力特性分析在搅拌叶片的设计及 中，对单个有限元单元，其满足如下关系： 故障分析中是必不可少的。由于搅拌叶片工作在胶液中， { }+{F}+{ I-{F(t)} (1) 因此仅仅对其在空气中进行模态分析是