基于有限元技术的混合设备结构优化的研究开题报告

1. 研究目的与意义

有限元技术具有较强的实用性和通用性，且有限元软件系统比较成熟，其应用范围越来越广泛。同时有限元软件系统的计算能力、后处理和前处理能力较好，在实际应用中，有限元技术具有以下特点：其一，应用功能比较强大，有限元法可以应用于机械产品进行多长耦合、流程、电磁场、温度、结构等分析；其二，有限元法可以应用于处理复合材料、混泥土、陶瓷、木材、橡胶、塑料、岩石、土壤、金属等多种材料，具有良好的适用性;其三，有限元技术可以自动化检查网络求解精度和单元形态，并且做好数据的修正;其四，有限元技术包括多个和CAD软件直接相连的接口，在实际应用中通用CAD软件往往和有限元软件集成使用，通过CAD软件合理设计机械零件和部件造型，将机械产品设计模型直接发送到CAD软件系统中，合理划分有限元网络，科学分析和设计，若分析结果无法满足机械设计要求，则必须重新进行分析和设计，直到满足相关设计要求，有效提高设计效率和水平：其五，有限元技术为机械设计提供完整的开发环境，用户可以结合具体要求，自动化扩充软设计软件，包括裂纹扩展规律、机械机构断裂判据、自定义流场边界条件、流体本构、热本构、结构本构等自定义材料本构以及机械产品自定义单元特性等。

基于有限元技术的混合设备结构优化的研究，使用ANSYS软件对混合设备进行有限元分析，应用计算机软件PRO/E对混合设备的三维流场进行数值模拟混合程度影响物料品质，通过静力学分析，得到在弯曲工况和扭转工况下的应力和变形情况，通过这两种工况的应力分布和变形情况判断结构是否合理。通过有限元技术全面科学地分析混合设备的动态与静态性能，为机械设备结构设计优化与改进提供便利，降低设备产品的加工制作成本，提升产品的可靠性与稳定性，缩短设计周期，更好地适应于满足市场需求，增加设备产品在市场上的竞争力，也为未来混合设备的发展创新之路打好了一定基础。

2. 国内外研究现状分析

混合设备，也称均混设备。它是在生产工序中最先使用的设备之一，混合是指经过不同的方法和设备，使各种物料在机械或气动气流作用的推动下，在容器内形成置换和流动，按技术工艺要求达到均混混合的目的，它是医药、食品、化工等行业最常用的设备之一。

国内外概况：就代表性的沥青混合料搅拌设备结构本身而言，国内外品牌的差距主要体现在三个方面:(1)品牌实力的差别。纵观国外的品牌，大部分企业的产品在结构上具有互补性、广泛性、配套性。也就是说，国外产品的覆盖面比较广，能够为用户提供一整套路面施工的解决方案。然而国内很多同行的产业机构品种相当狭小，最少的只有两三种，而强拌设备又是一个很专业，应用范围又具有很强的针对性产品，几乎无法扩展和移植到相关的其他行业领域。面对市场多元化的需求，国内具有竞争实力企业的屈指可数。

(2)技术含量的差别。国外大部分企业都具有相当悠久的发展历史，在国际市场上普遍拥有较高的竞争经验和产品技术水平，其产品的稳定性、可靠性、操作技术以及产品的差异化程度方面，都领先国内产品。而国内企业的强拌设备的关键技术几乎全部来源于国外，普遍缺乏核心技术，在专利申请方面，大多倾向实用新型专利，但是真正意义上的创新和发明却几乎没有，因此造成了国外设备的售价居高不下的状况。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1、学习使用计算机辅助设计软件pro/e；

2、了解强力混合机的主要工作原理及结构设计方法；

4. 研究创新点

通过有限元技术将工作中遇到的复杂问题分析简化，使得工作效率大大提升，减少混合设备的设计周期，优化其结构性能。