發(fā)布時間：2017-09-30 20:26

  本文關(guān)鍵詞：強沖擊下BD1軋機機架輥螺栓失效的力學(xué)分析及優(yōu)化

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【摘要】：軋鋼生產(chǎn)車間,用來縱向運輸軋件的輸送輥稱為輥道。熱軋時,一般都通過輥道將坯料送往剪切機或送往軋機軋制等,在各種作業(yè)線上得到廣泛的應(yīng)用。在大型BD1開坯機上,輥道輥子一般很靠近軋輥,因為當(dāng)將軋件送入軋鋼機軋輥時更為可靠和安全。由于在爐內(nèi)燒制工藝的因素等原因,一般出來的軋件前端都會發(fā)生不同程度的彎曲。當(dāng)軋件前端向上彎曲的時候,一般不會沖擊輥子,但是當(dāng)軋件向下彎曲的時候,對輥子的沖擊將會很大,固定機架輥兩端的軸承座的螺栓斷裂失效周期遠遠小于了設(shè)計預(yù)期。同時,軋件在BD1軋機中分多個道次軋制,使前后的機架輥處于一個強沖擊下惡劣的工作環(huán)境中。某軌梁廠的工作人員通過車削軋輥以及選用更大的公稱直徑的螺栓等方式來改善螺栓的斷裂失效的情況,但是效果都不是很明顯。本文以該軌梁廠軋鋼生產(chǎn)線的機架輥為研究對象,分析機架輥螺栓斷裂失效的因素,并且對機架輥進行合理的優(yōu)化,有效地緩沖軋件的沖擊力。同時當(dāng)螺栓發(fā)生斷裂之后,能夠?qū)崿F(xiàn)快速的更換,減少中斷生產(chǎn)的時間。為研究螺栓斷裂的原因以及對其進行有效的改進分析,本論文的主要內(nèi)容如下:1.建立該機架輥的幾何模型,并且對模型進行適當(dāng)?shù)男薷?忽略掉其中的某些對計算結(jié)果影響的特征,簡化模型。2.利用三維軟件與有限元分析軟件之間良好的接口,將模型導(dǎo)入到有限元分析軟件中,計算該模型。3.通過對碰撞結(jié)果的分析,對等效應(yīng)力云圖的參看等方式,尋找在碰撞的過程中應(yīng)力集中的部分,并對材料的屈服極限進行校核。以此為參照,與優(yōu)化之后的應(yīng)力作比較,鑒定優(yōu)化的效果。4.計算螺栓在軋件沖擊作用下的受力,分析各個工況下軋件碰撞產(chǎn)生作用力對螺栓壽命的影響。找出影響螺栓壽命的原因,并針對該影響因素對機架輥結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,提高螺栓實際的壽命。經(jīng)研究結(jié)果表明:軋件對輥子碰撞產(chǎn)生的力不能得到有效的緩沖是導(dǎo)致螺栓斷裂失效的主要原因。計算分析顯示,通過加裝阻尼墊片的方式,可以很明顯的緩沖軋件的沖擊力,延長設(shè)備的壽命。另外,減小軋件的咬入速度也能夠延長設(shè)備的壽命,但是這種方式降低了企業(yè)的生產(chǎn)效率。
【關(guān)鍵詞】：軋件 螺栓 碰撞 ANSYS Workbench 顯式動力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG333
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 軋鋼機械在我國的發(fā)展8-9
• 1.2 輥道的分類9-11
• 1.3 課題研究背景和目的11-13
• 1.4 課題研究內(nèi)容13-14
• 2 有限單元法及軟件介紹14-22
• 2.1 有限單元法14-16
• 2.1.1 有限單元法的提出14
• 2.1.2 有限單元法的應(yīng)用14-16
• 2.2 有限元軟件ANSYS16-20
• 2.2.1 ANSYS的主要分析功能16-17
• 2.2.2 ANSYS Workbench軟件介紹17-19
• 2.2.3 應(yīng)力和應(yīng)變19-20
• 2.3 三維建模軟件PRO/ENGINEER20-22
• 3 模型整體動力學(xué)分析22-53
• 3.1 建立總體的幾何模型22-23
• 3.2 顯式動力學(xué)的原理與應(yīng)用23-26
• 3.3 建立總體的有限元分析模型26-30
• 3.3.1 添加材料模型27-28
• 3.3.2 劃分網(wǎng)格28-29
• 3.3.3 定義接觸和摩擦系數(shù)29
• 3.3.4 添加邊界條件29-30
• 3.4 有限元模型的求解和分析30-31
• 3.5 軋件在中間位置的工況31-36
• 3.5.1 對總體應(yīng)力結(jié)果進行三次樣條差值擬合32-34
• 3.5.2 對機架輥整體位移的分析34-36
• 3.6 左右兩側(cè)位置處的碰撞分析36-45
• 3.6.1 軋件在右側(cè)位置的碰撞分析37-42
• 3.6.2 軋件在左側(cè)位置的碰撞分析42-45
• 3.7 三種工況下螺栓的力學(xué)分析45-53
• 3.7.1 疲勞分析46-48
• 3.7.2 軋件在中間位置時48-49
• 3.7.3 軋件在右側(cè)位置時49-50
• 3.7.4 軋件在左側(cè)位置時50-53
• 4 提高螺栓壽命的優(yōu)化方案53-61
• 4.1 復(fù)合高阻尼材料53-55
• 4.1.1 金屬合金材料53-55
• 4.2 建立并求解有限元分析模型55-59
• 4.3 其他優(yōu)化措施59-61
• 4.3.1 降低軋件的速度60
• 4.3.2 螺栓連接結(jié)構(gòu)改進60-61
• 結(jié)論61-62
• 參考文獻62-67
• 致謝67-68
• 在學(xué)研究成果68

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本文編號：950235