带式输送机作为最重要的散状物料连续输送设备,广泛应用于矿山、港口、粮食和化工等领域,与汽车、铁路运输相比具有经济、高效、可靠、安全的优点。目前,有关带式输送机的进一步节能研究已经成为带式输送机研究的热点。压陷滚动阻力约占带式输送机总运行阻力的60%,因此,压陷滚动阻力计算方法的研究对带式输送机节能起着关键的作用。对带式输送机压陷滚动阻力的研究进展与粘弹性材料特性的测试方法进行了分析,借鉴Munzenberger的博士论文,对压陷滚动阻力的有限元方法进行研究。有限元分析模型中需要利用粘弹性材料的弹性矩阵为输送带覆盖层设置材料属性。因此对粘弹性材料的弹性矩阵进行了推导:根据粘弹性材料本构方程推导了其数值积分,确定了粘弹性材料在有限元分析模型中的本构关系,再结合应力应变张量和广义胡克定律得到了由剪切模量和体积模量表示的粘弹性材料弹性矩阵。通过研究输送带覆盖层材料的粘弹性特性得到了剪切模量和体积模量。根据输送带覆盖层材料的DMA测试结果结合时温等效原理得到了橡胶覆盖层的主曲线;通过广义Maxwell模型建立了输送带覆盖层材料模量与频率的关系式,基于遗传算法结合主曲线数据求解了模型参数,确定了广义Maxwell模型的松弛模量函数;根据剪切模量和体积模量与松弛模量的关系,得到了剪切模量函数和体积模量函数。采用有限元软件Abaqus建立了单根钢丝绳的压陷滚动阻力模型,通过弹性矩阵计算了输送带覆盖层材料的粘弹性参数,将其输入到软件中为材料设置了粘弹性属性。粘性参数的计算和输入涉及到节点力的计算和施加,采用Matlab编写了节点力计算程序,采用Python编写了 Abaqus脚本文件,运行该脚本文件在输送带覆盖层模型的每个节点上施加了相应的节点力。基于力矩求和法和能量法计算了压陷滚动阻力,并对输送带钢丝绳的重复性进行了验证,同时分析了温度、载荷、托辊直径、输送带运行速度、输送带下覆盖层厚度和钢丝绳间距等因素对压陷滚动阻力的影响。与QC-N压陷滚动阻力解析方法的的计算结果进行了比较分析,验证了有限元方法的正确性。