振动筛在现如今社会发展中,应用于多种复杂的筛分环境,在实际生产过程中,采用振动筛对物料进行筛分处理。如何保证振动筛高效、低成本的生产是国内外生产过程中所面临的重要课题。通过模态分析、瞬态响应分析结果对振动筛的结构做了相对应的改进和蚁群算法对振动筛参数的优化,提高了振动筛的工作效率,减轻了振动筛整体的重量,并保证了振动筛在模拟工作状态下,应力的分布和受力位置均未受到很大影响,在一定的程度上降低了生产振动筛的成本,并降低了该型号的振动筛的单位生产量的功率损耗。本文以2YA2470型圆振动筛为研究对象,以它的实际尺寸建立物理模型,分析圆振动筛的动力学特性和运动学特性;以圆振动筛的运动学参数、动力学参数和实际参数为基础,运用三维建模软件Solidworks2016和有限元仿真软件ANSYS中的Workbench对振动筛的整体建立有限元模型,采用动力学分析(模态分析)和静力学分析(瞬态响应分析)中两个模块进行有限元分析;然后利用仿真后的结果选取合适的位置,改进圆振动筛的结构,达到轻量化设计的目的;最后采用Matlab和蚁群算法对振动筛的运动参数优化,进而降低生产过程中的功率损耗。论文主要做了以下相关的具体工作:(1)以2YA2470圆振动筛的二维工程图为基础,利用了Solidworks2016软件三维建模。采用简化后的三维模型,运用了Workbench仿真软件对该型号简化的三维模型整体进行了仿真分析,采用了软件中的动力学模块(模态分析)对振动筛整体仿真求解,选取了求解结果中的低阶固有频率值与工作频率值进行对比,判断出该型号的圆振动筛不会产生共振现象;采用了软件中的静力学模块(瞬态响应分析)对易开裂的侧箱体仿真求解,模拟了圆振动筛受到外载荷的作用,得到了振动筛的侧箱体和横梁部分的应力大小和位置随时间变化的变化值。以仿真结果得到的结论为参考对象,对该型号的圆振动筛进行了结构改进分析。(2)根据仿真分析的结果,采取了对圆振动筛的侧墙板厚度与横梁数量改进的两种方案,对该型号的圆振动筛进行了轻量化改进设计,去除了振动筛冗余结构,降低了振动筛的参振质量。两种方案分别进行了与改进前的圆振动筛相同条件的仿真分析,并判断出两种改进后的圆振动筛不会发生共振现象和得到了改进后的应力大小和位置的变化值。两种方案与改进前的圆振动筛对比的结果,表明了改进后的圆振动筛的共振现象和应力大小和位置的变化未受到结构改进的影响,但结构的改进降低了整体圆振动筛的净质量,保证了振动筛工作时基本条件,从而降低了振动筛的生产成本。(3)以圆振动筛的运动参数为对象,基于蚁群算法的优化理论,采用了Matlab和蚁群算法对改进后的圆振动筛的运动参数(振幅、振动方向角、安装倾角)参数优化,对比了优化前后的参数,保证了圆振动筛的运动参数满足约束条件,降低了生产过程中的功率损耗,从而达到了在原动力的情况下提高了产品性能的目的。本文在振动筛实际参数的基础上,研究了振动筛的运动特性和动力特性,确定了振动筛在工作时运动参数和动力参数。在运动学和动力学的理论基础上采用建模和仿真软件进行了圆振动筛的有限元设计,并在原圆振动筛的仿真结果的基础上进行了结构改进,根据改进前后的圆振动筛在模态分析结果中采取的低阶固有频率值的比对结果,判断出圆振动筛均不会产生共振现象的结果;并在模拟圆振动筛受外部载荷的状态下,圆振动筛受到的应力大小和实际位置并不会因结构的变化对圆振动筛产生较大的影响,降低了生产成本。运用了蚁群算法的理论知识结合Matlab优化了改进后的运动参数,降低了生产过程中的功率损耗。本文的研究内容和设计方法对圆振动筛的实际生产和研发有一定的参考意义,并在一定的程度上可提高振动筛的工作效率,对其他的振动机械在参数优化和结构改进方面均有参考价值。