本文關鍵詞：矯直機萬向聯(lián)軸器的斷裂研究及仿真優(yōu)化

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【摘要】：輥式矯直機的主傳動系統(tǒng)是矯直機整個系統(tǒng)中最重要也是最薄弱的環(huán)節(jié),它將主電機的運動和力矩傳遞給矯直輥。矯直機主傳動系統(tǒng)普遍采用電機、減速齒輪分配箱、安全聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器到矯直輥的傳動方式。其中萬向聯(lián)軸器是傳遞運動和力矩的關鍵部件,同時也是主傳動系統(tǒng)中最危險的環(huán)節(jié),是矯直機故障最為頻繁的部位。本文以某矯直機的萬向聯(lián)軸器作為研究對象,從內因和外因兩方面入手,對其進行了綜合分析。主要研究內容如下:(1)對矯直模型進行扭矩分析,建立矯直扭矩計算模型,通過有限元仿真分析矯直輥磨損對矯直扭矩的影響。提出改善扭矩分配不均的措施,進而改善萬向聯(lián)軸器的受力狀況;(2)利用有限元方法對萬向聯(lián)軸器進行靜力分析,得出不同工作角度下,應力值及受力最大值部位的變化情況。由此得出在萬向聯(lián)軸器靜力分析中考慮工作角度的必要性;(3)利用ANSYS模態(tài)分析功能,求出萬向聯(lián)軸器前10階振型與固有頻率。首先根據(jù)不同工作角度下得到的固有頻率值的變化情況來確定工作角度與萬向聯(lián)軸器模態(tài)的關系,然后通過進一步求得的臨界轉速與實際工作轉速進行對比,確定十字軸式萬向聯(lián)軸器能否平穩(wěn)運轉,即確定共振是否為萬向聯(lián)軸器發(fā)生斷裂事故的原因;(4)根據(jù)靜力分析和模態(tài)分析結果,找到萬向聯(lián)軸器發(fā)生斷裂事故的原因。針對斷裂原因對萬向聯(lián)軸器進行優(yōu)化,并將優(yōu)化前后的受力情況進行對比;(5)利用有限元軟件對優(yōu)化前后萬向聯(lián)軸器進行壽命分析,對比其疲勞壽命、安全系數(shù)以及疲勞敏感系數(shù)值,從而確定最佳的優(yōu)化方式。
【關鍵詞】：萬向聯(lián)軸器 有限元法 扭矩分析 模態(tài)分析 結構優(yōu)化 疲勞分析
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG333.23
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題背景10-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 萬向聯(lián)軸器靜力學研究12-13
• 1.2.2 萬向聯(lián)軸器動力學研究13-14
• 1.2.3 有限元參數(shù)化優(yōu)化設計14-15
• 1.2.4 疲勞壽命研究15-16
• 1.3 課題研究目的及意義16
• 1.4 課題主要研究內容16-18
• 第2章 矯直機的扭矩分析18-27
• 2.1 課題來源18-19
• 2.2 矯直扭矩的理論計算方法19-21
• 2.2.1 矯直驅動扭矩模型的建立19-20
• 2.2.2 鋼板滾動摩擦扭矩模型的建立20
• 2.2.3 矯直輥軸承摩擦扭矩模型的建立20-21
• 2.2.4 矯直扭矩模型的建立21
• 2.3 矯直輥傳動方式對比21
• 2.4 矯直扭矩的模擬仿真21-23
• 2.5 模擬結果分析23-26
• 2.6 本章小結26-27
• 第3章 萬向聯(lián)軸器整體的有限元分析27-38
• 3.1 有限元簡介27-29
• 3.1.1 有限元法的基本概念27
• 3.1.2 有限元法的基本思想27-28
• 3.1.3 有限元法的基本流程28
• 3.1.4 有限元軟件ANSYS Workbench簡介28-29
• 3.2 萬向聯(lián)軸器整體的靜力學分析29-33
• 3.3 靜力仿真結果分析33-37
• 3.4 本章小結37-38
• 第4章 萬向聯(lián)軸器整體的模態(tài)分析38-48
• 4.1 模態(tài)分析的基本理論38-39
• 4.2 臨界轉速39-40
• 4.3 萬向聯(lián)軸器整體的模態(tài)分析40-41
• 4.4 模態(tài)仿真結果分析41-47
• 4.5 本章小結47-48
• 第5章 十字軸的結構優(yōu)化48-56
• 5.1 優(yōu)化設計概述48-49
• 5.2 萬向聯(lián)軸器的優(yōu)化分析49-53
• 5.2.1 設計變量的選取50
• 5.2.2 十字軸的結構優(yōu)化50-53
• 5.3 優(yōu)化仿真結果分析53-54
• 5.4 十字軸的材料優(yōu)化54-55
• 5.5 本章小結55-56
• 第6章 十字軸的疲勞壽命分析56-67
• 6.1 疲勞分析的基本理論56-57
• 6.1.1 靜疲勞理論56
• 6.1.2 振動疲勞理論56
• 6.1.3 疲勞壽命56-57
• 6.2 材料的S-N曲線57
• 6.3 十字軸疲勞分析57-60
• 6.3.1 材料S-N曲線的確定58-59
• 6.3.2 相關參數(shù)的設置59-60
• 6.4 疲勞仿真結果分析60-66
• 6.5 本章小結66-67
• 結論67-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73

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本文編號：625872