發(fā)布時間：2017-09-13 19:22

  本文關鍵詞：牽引機對拉絲產品的精度穩(wěn)定性研究

  更多相關文章： 拉絲牽引機 卷筒 機架 穩(wěn)定性分析 結構優(yōu)化

【摘要】：隨著全球經濟的日漸復蘇,我國工業(yè)得到了迅猛發(fā)展,制造業(yè)對金屬線材的需求不斷上升,而我國生產金屬線材的拉絲機生產線的整體性能相對落后,特別是拉絲成型的主要設備牽引機的穩(wěn)定性差,牽引機工作時承載部件主要為卷筒與機架,其力學性能的優(yōu)劣是整個牽引機穩(wěn)定性的重要體現。目前國內針對拉絲牽引機機架與卷筒的理論研究不多,本課題將力圖通過對LZ8/600直進式拉絲牽引機的機架與卷筒的研究,切實提高牽引機對拉絲產品的的精度穩(wěn)定性,本文主要作了以下幾方面的研究:(1)在大量閱讀與分析國內外相似產品的研究現狀后,以提高牽引機的精度穩(wěn)定性為目的,確定了本文的研究內容。(2)結合拉絲牽引機的作業(yè)特點,提出了牽引機相關的穩(wěn)定性要求與設計參數,對拉拔力及負載力矩進行了詳細的計算和校核,在確定了拉絲牽引機的整體布局方案后,對拉絲牽引機的工作原理進行了闡述,最后在工程制圖軟件UG中完成了牽引機整機虛擬樣機的裝配。(3)首先對卷筒的失效形式及原因進行了介紹,通過對卷筒的力學模型進行分析,揭示了圓柱卷筒類零件在受壓縮應力下的變形機理,得到了卷筒旋轉時壓應力的計算公式,為卷筒的有限元分析與優(yōu)化設計在理論上奠定了基礎。(4)分別通過大型有限元軟件ANSYS Workbench、HyperMesh完成了拉絲牽引機的卷筒、機架的有限元仿真分析與屈曲穩(wěn)定性分析,提出了機架的穩(wěn)定性改進方案,同時也為卷筒的結構優(yōu)化提供了理論依據。(5)在確保不降低卷筒精度穩(wěn)定工作的前提下,對卷筒進行了結構優(yōu)化,最終得到了卷筒理論上的最優(yōu)解,卷筒的重量減輕了15.3%,表面應力降低了18.9%;為驗證優(yōu)化結果的可行性,對卷筒設計變量進行了從新賦值建模、仿真分析,失穩(wěn)臨界載荷提高了18.8%。(6)通過拉絲牽引機的空轉試驗、斷線檢測、表面裂紋探傷等檢測試驗,驗證了優(yōu)化改進后牽引機的精度穩(wěn)定性。
【關鍵詞】：拉絲牽引機 卷筒 機架 穩(wěn)定性分析 結構優(yōu)化
【學位授予單位】：廣西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG355
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景10-12
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 拉絲機的應用10-11
• 1.1.3 拉絲產品缺陷問題11-12
• 1.2 拉絲牽引機國內外研究現狀12-15
• 1.2.1 拉絲牽引機國內外發(fā)展現狀12-13
• 1.2.2 卷筒國內外研究現狀13-15
• 1.2.3 機架國內外研究現狀15
• 1.3 課題研究的目的及意義15-16
• 1.4 課題的主要研究內容16-17
• 1.5 本章小結17-18
• 第二章 直線式拉絲牽引機18-25
• 2.1 拉拔工藝概述18
• 2.2 拉絲牽引機精度穩(wěn)定性要求18-19
• 2.3 拉絲牽引機相關設計參數19-23
• 2.3.1 拉拔力的計算19-21
• 2.3.2 負載力矩的計算21-22
• 2.3.3 拉拔力與負載力矩的校核22-23
• 2.4 拉絲牽引機總體結構與工作原理23-24
• 2.5 牽引機虛擬裝配設計24
• 2.6 本章小結24-25
• 第三章 卷筒的力學模型計算25-39
• 3.1 卷筒的結構及失效形式25-26
• 3.1.1 卷筒的結構25-26
• 3.1.2 卷筒的失效形式與原因26
• 3.2 鋼絲壓應力變化函數關系推導26-30
• 3.2.1 鋼絲壓應力變化函數關系26-29
• 3.2.2 鋼絲張力的變化曲線29-30
• 3.3 卷筒變形微分方程30-35
• 3.3.1 梁的變形微分方程的建立30-33
• 3.3.2 卷筒的變形微分方程及其通解33-35
• 3.4 卷筒的強度分析35-38
• 3.5 本章小結38-39
• 第四章 牽引機有限元分析39-57
• 4.1 引言39
• 4.2 有限元軟件概述39-40
• 4.3 卷筒的靜力分析40-45
• 4.3.1Workbench與UG幾何實體的導入40
• 4.3.2 卷筒的模型處理40-41
• 4.3.3 劃分卷筒網格41
• 4.3.4 卷筒的邊界條件與載荷41-43
• 4.3.5 計算結果分析43-44
• 4.3.6 理論計算與仿真結果的對比44-45
• 4.4 機架的有限元分析45-53
• 4.4.1 牽引機機架的組成45-46
• 4.4.2 機架的模型處理及簡化46-47
• 4.4.3 機架有限元模型47-48
• 4.4.4 機架的網格劃分48-49
• 4.4.5 機架約束與載荷的施加49-50
• 4.4.6 機架仿真結果分析50-51
• 4.4.7 理論計算與仿真結果的對比51-52
• 4.4.8 機架改進方案分析52-53
• 4.5 牽引機穩(wěn)定性分析53-56
• 4.5.1 牽引機卷筒穩(wěn)定性分析54-55
• 4.5.2 牽引機機架穩(wěn)定性分析55-56
• 4.6 本章小結56-57
• 第五章 牽引機卷筒的結構優(yōu)化57-67
• 5.1 概述57
• 5.2 卷筒優(yōu)化的數學模型57-58
• 5.3 卷筒結構優(yōu)化設計58-64
• 5.3.1 設計變量目標函數的選擇58-59
• 5.3.2 約束條件與DOE試驗59-60
• 5.3.3 卷筒響應曲面分析60-62
• 5.3.4 優(yōu)化參數敏感性分析62
• 5.3.5 卷筒多目標驅動優(yōu)化62-64
• 5.4 優(yōu)化結果分析64-66
• 5.4.1 優(yōu)化后剛度強度分析64-65
• 5.4.2 優(yōu)化后穩(wěn)定性分析65-66
• 5.5 本章小結66-67
• 第六章 牽引機拉絲試驗67-75
• 6.1 試驗研究的目的與內容67
• 6.2 試驗準備67-68
• 6.3 拉絲牽引機空轉穩(wěn)定性試驗68
• 6.4 拉拔加工試驗68-74
• 6.4.1 拉絲斷線檢測試驗69-70
• 6.4.2 拉絲產品精度穩(wěn)定性檢測試驗70-74
• 6.5 本章小結74-75
• 第七章 總結與展望75-77
• 7.1 總結75-76
• 7.2 展望76-77
• 參考文獻77-80
• 附：攻讀碩士期間發(fā)表的論文和取得的科研成果80-81
• 致謝81

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本文編號：845435