本文關(guān)鍵詞：3500mm軋機支承輥輥型曲線的有限元研究及疲勞壽命分析

  更多相關(guān)文章： 支承輥輥型 輥系變形 板形 應(yīng)力場 疲勞壽命

【摘要】：由于軋輥使用和維護(hù)技術(shù)的落后,致使寬厚板軋機支承輥在使用和維護(hù)中出現(xiàn)較多問題,嚴(yán)重影響了支承輥的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率。在寬厚板四輥軋機軋制過程中,支承輥邊部承受很大的應(yīng)力,由于應(yīng)力疲勞造成輥面出現(xiàn)加工硬化,邊部硬化程度比中部嚴(yán)重,這就導(dǎo)致了支承輥邊部出現(xiàn)了疲勞裂紋,隨著裂紋的擴展,支承輥甚至?xí)霈F(xiàn)大面積的剝落。本文以3500mm寬厚板四輥軋機支承輥為研究對象,首先利用Hertz接觸理論分析了支承輥與工作輥接觸區(qū)的應(yīng)力狀態(tài),但是Hertz接觸理論只考慮了靜載法向壓力作用,沒有考慮到切向力,因此本文又利用滾動接觸理論對軋輥接觸區(qū)進(jìn)行了探討,并借助局部滑動理論分析了軋輥微滑的現(xiàn)象。防止支承輥過早失效的一個辦法就是設(shè)計合理的支承輥輥型倒角曲線,不需要改變現(xiàn)有軋機的結(jié)構(gòu),也不影響生產(chǎn)進(jìn)度。合理的輥型設(shè)計可以使接觸應(yīng)力沿支承輥輥身分布均勻,減小邊部的應(yīng)力集中。因此本文結(jié)合3500mm軋機支承輥現(xiàn)有的幾種輥型,提出了一種新的支承輥輥型曲線,并利用ABAQUS有限元軟件建立三維軋制模型,對比了新輥型和現(xiàn)有輥型支承輥的應(yīng)力場、輥系變形以及板形情況,證明了新輥型可以有效的降低支承輥局部應(yīng)力和彎曲撓度,并可以改善板形質(zhì)量。本文最后介紹了疲勞理論的相關(guān)知識,并結(jié)合前面的有限元分析應(yīng)力結(jié)果,采用局部應(yīng)力應(yīng)變法,利用FE-SAFE疲勞分析軟件對新輥型和現(xiàn)有輥型支承輥進(jìn)行了疲勞壽命的估算,證明了新輥型可以有效的提高支承輥的使用壽命。
【關(guān)鍵詞】：支承輥輥型 輥系變形 板形 應(yīng)力場 疲勞壽命
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG333.17
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.1.1 世界寬厚板軋機發(fā)展概論10-11
• 1.1.2 國內(nèi)寬厚板軋機發(fā)展概況11
• 1.2 支承輥失效分析及預(yù)防措施11-13
• 1.2.1 支承輥失效分析11-12
• 1.2.2 預(yù)防措施12-13
• 1.3 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 當(dāng)前支承輥輥型設(shè)計方法及研究成果13-14
• 1.3.2 滾動接觸應(yīng)力場的研究14
• 1.3.3 疲勞估算壽命的研究14-15
• 1.4 課題研究意義15-16
• 1.5 課題研究內(nèi)容16-17
• 第2章 支承輥內(nèi)應(yīng)力解析17-26
• 2.1 Hertz接觸理論17-20
• 2.1.1 Hertz理論的假設(shè)17
• 2.1.2 Hertz接觸應(yīng)力17-20
• 2.2 滾動接觸理論20-23
• 2.2.1 考慮法相力作用下的支承輥內(nèi)部應(yīng)力場20-21
• 2.2.2 考慮切向力作用下的支承輥內(nèi)應(yīng)力場21-22
• 2.2.3 切向力與法向力共同作用下的支承輥內(nèi)應(yīng)力場22-23
• 2.3 局部滑移接觸理論23-25
• 2.3.1 微滑原理23-24
• 2.3.2 接觸面的切應(yīng)力分布24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 3500mm軋機軋制過程有限元模擬26-44
• 3.1 有限元法概述26-28
• 3.2 ABAQUS簡介28-29
• 3.3 四輥軋機的受力狀態(tài)29-30
• 3.4 支承輥輥型的設(shè)計30-33
• 3.5 3500mm四輥軋機軋制過程有限元模型的建立33-39
• 3.5.1 三維實體的建模33-34
• 3.5.2 材料屬性的設(shè)置34-35
• 3.5.3 分析步的設(shè)置35
• 3.5.4 接觸關(guān)系的設(shè)置35-36
• 3.5.5 邊界條件定義36-37
• 3.5.6 網(wǎng)格的劃分37-38
• 3.5.7 輸出變量的設(shè)置38
• 3.5.8 提交計算38-39
• 3.6 新輥型支承輥應(yīng)力場39-43
• 3.6.1 支承輥的接觸狀態(tài)39-40
• 3.6.2 支承輥Mises應(yīng)力分析40-42
• 3.6.3 支承輥接觸應(yīng)力橫向分布42-43
• 3.7 本章小結(jié)43-44
• 第4章 支承輥采用不同輥型時應(yīng)力場、輥系變形以及板形情況分析44-63
• 4.1 輥型曲線不同時支承輥的應(yīng)力場44-54
• 4.1.1 輥型參數(shù)對接觸應(yīng)力的影響44-45
• 4.1.2 接觸應(yīng)力沿軸向分布45-50
• 4.1.3 交變應(yīng)力沿軸向的分布50-51
• 4.1.4 交變應(yīng)力沿截面的分布51-53
• 4.1.5 主切應(yīng)力的分布53-54
• 4.2 支承輥變形情況54-56
• 4.3 板形情況56-62
• 4.3.1 鋼板出口厚度57
• 4.3.2 板凸度57-60
• 4.3.3 邊部減薄量60-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第5章 3500mm四輥軋機支承輥疲勞壽命分析63-79
• 5.1 疲勞的概念63
• 5.2 疲勞壽命的分析方法63-67
• 5.2.1 名義應(yīng)力法64-66
• 5.2.2 局部應(yīng)力-應(yīng)變法66-67
• 5.3 疲勞累積損傷準(zhǔn)則67-69
• 5.3.1 線性疲勞累積損傷理論67-68
• 5.3.2 非線性疲勞累積損傷理論68-69
• 5.4 FE-SAFE疲勞分析軟件69-70
• 5.4.1 FE-SAFE簡介69
• 5.4.2 FE-SAFE疲勞分析流程69-70
• 5.5 支承輥疲勞壽命分析70-78
• 5.5.1 支承輥材料的選擇70-71
• 5.5.2 支承輥材料的疲勞性能參數(shù)71-73
• 5.5.3 表面粗糙度的設(shè)置73
• 5.5.4 疲勞算法的選擇73-75
• 5.5.5 疲勞載荷譜的設(shè)置75
• 5.5.6 三種輥型疲勞壽命分析75-78
• 5.6 本章小結(jié)78-79
• 結(jié)論79-81
• 參考文獻(xiàn)81-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果84-85
• 致謝85

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫鐵光;一重集團(tuán)公司支承輥生產(chǎn)歷程[J];一重技術(shù);2005年02期

2 ;340噸支承輥鍛制成功[J];機械工程師;2008年07期

3 ;國內(nèi)最大的復(fù)合鑄鋼支承輥在中鋼邢機澆注成功[J];特種鑄造及有色合金;2009年04期

4 賀小多,孫軍占;復(fù)合鑄鋼支承輥的生產(chǎn)與發(fā)展[J];河北冶金;2003年03期

5 鄧建中;支承輥的維護(hù)與保養(yǎng)[J];江蘇冶金;2004年06期

6 眭向榮;陳洪冰;張振幫;沈亞威;王勇;宋世旭;鄭代龍;;中寬帶熱軋支承輥堆焊修復(fù)技術(shù)[J];江蘇冶金;2007年04期

7 ;二重鍛出重340噸的支承輥[J];機械工程師;2008年08期

8 孫剛;;支承輥大錐體測量及精加工方法[J];金屬加工(冷加工);2009年11期

9 林劍東;;熱軋支承輥堆焊技術(shù)研究[J];四川冶金;2009年05期

10 喻堯;蘇志鵬;陳磊;;降低支承輥表面裂紋及輥面小剝落概率[J];設(shè)備管理與維修;2012年10期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳國勝;;武鋼冷軋廠支承輥使用性能及剝落特征研究[A];2001中國鋼鐵年會論文集（下卷）[C];2001年

2 巴力穎;;熱軋支承輥磨損模型的研究[A];中國計量協(xié)會冶金分會2012年會暨能源計量與節(jié)能降耗經(jīng)驗交流會論文集[C];2012年

3 高艷伶;;大型復(fù)合鍛鋼支承輥的機加工工藝設(shè)計(摘要)[A];2010全國機電企業(yè)工藝年會《上海電氣杯》征文論文集[C];2010年

4 楊西安;雷同慶;潘小平;;軋機支承輥動力學(xué)分析[A];第四屆中國軋機油膜軸承技術(shù)研討會論文集[C];1998年

5 傅前進(jìn);孫福增;劉波;謝云岫;;整鍛支承輥鍛造新工藝應(yīng)用研究[A];中國機械工程學(xué)會鍛壓學(xué)會第六屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1995年

6 金嘉瑜;趙席春;;用科技創(chuàng)新支撐一重支承輥的發(fā)展[A];第三屆十省區(qū)市機械工程學(xué)會科技論壇暨黑龍江省機械工程學(xué)會2007年年會論文（摘要）集[C];2007年

7 陳茂敬;王俊海;亓俊鴻;;熱軋支承輥脫肩原因及預(yù)防措施分析[A];山東省金屬學(xué)會理化檢驗學(xué)術(shù)委員會理化檢驗學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2009年

8 李文濤;商永利;薛偉;;大型支承輥軸承內(nèi)環(huán)磨削實踐研究[A];制造業(yè)與未來中國——2002年中國機械工程學(xué)會年會論文集[C];2002年

9 郭廣林;張英杰;韓明高;賈建平;王洪祥;蘇軍新;;復(fù)合鑄鋼支承輥輥頸魏氏組織的產(chǎn)生與消除[A];河北省冶金學(xué)會煉鋼連鑄技術(shù)與學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2006年

10 邵奎祥;孫麗坤;田明艷;;大型鑄鋼支承輥輥頸圓周裂紋原因分析[A];2011年全國失效分析學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉娣 梁從濤;復(fù)合鑄鋼支承輥的特性及應(yīng)用[N];中國冶金報;2004年

2 黃進(jìn)群　彭峫;加速支承輥國產(chǎn)化進(jìn)程[N];中國企業(yè)報;2009年

3 陳偉 章大健 孫大樂;為高端支承輥國產(chǎn)化“加熱”[N];中國冶金報;2013年

4 馮建彤;馬鋼將建成國內(nèi)一流大型支承輥生產(chǎn)線[N];中國冶金報;2007年

5 張曉健;二重大型支承輥加工應(yīng)用干切削技術(shù)[N];中國冶金報;2007年

6 張曉健;首支國產(chǎn)5米軋機支承輥鍛制成功[N];中國工業(yè)報;2008年

7 時連賓;熱連軋鑄鋼支承輥組織疲勞斷裂的分析與研究[N];世界金屬導(dǎo)報;2013年

8 明貴棟;寶鋼告別油污板時代[N];中國工業(yè)報;2008年

9 張曉健;二重成功研制國產(chǎn)首支5米軋機支承輥[N];中國工業(yè)報;2009年

10 肖立偉 王麗莉;直徑1.6米大型鍛鋼支承輥在中鋼邢機鍛造成功[N];中國工業(yè)報;2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 秦曉峰;大型鍛鋼支承輥接觸疲勞機理研究及修磨參數(shù)優(yōu)化[D];東北大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 史衛(wèi);冷軋過程中熱裝組合式支承輥微動行為及疲勞壽命的研究[D];燕山大學(xué);2015年

2 程凡強;1880熱軋支承輥有限元分析及磨削規(guī)律研究[D];東北大學(xué);2013年

3 陳顯望;3500mm軋機支承輥輥型曲線的有限元研究及疲勞壽命分析[D];燕山大學(xué);2016年

4 李磊;Cr5鋼支承輥水—空交替熱處理工藝數(shù)值模擬與實驗研究[D];燕山大學(xué);2016年

5 賈蓉;支承輥接觸疲勞裂紋擴展與疲勞壽命之間關(guān)系的研究[D];蘭州理工大學(xué);2013年

6 楊永宏;熱軋支承輥有限元分析及磨削規(guī)律優(yōu)化[D];東北大學(xué);2012年

7 蘇玉龍;熱裝組合式冷軋支承輥關(guān)鍵工藝參數(shù)及綜合性能研究[D];燕山大學(xué);2012年

8 朱忠英;熱軋鑲套支承輥應(yīng)力場分析及疲勞壽命研究[D];燕山大學(xué);2012年

9 朱志安;冷軋過程中組合式支承輥內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變研究[D];燕山大學(xué);2014年

10 劉宇雷;熱軋機支承輥堆焊技術(shù)的研究[D];沈陽大學(xué);2013年

，

本文編號：898467