九辊矫直机压下规程研究及机架有限元分析

论文摘要

随着国民经济的快速发展和生产规模的不断扩大,客户对钢材的质量和精度要求越来越高。一些钢材必须经过矫直过程才能达到用户要求。矫直质量已经成为衡量产品竞争力的重要标准。辊式矫直机是目前应用最为广泛的一种矫直机,也是矫直技术发展最为完善的一种矫直机。对于辊式矫直机来说,工件的变形量由压弯量来控制。压弯量决定了工件的弹塑性变形程度,是矫直过程的重要工艺参数。为了保证矫直机的正常运行,对矫直机机架的强度和刚度分析也是非常必要的。本选题来源于参与的宝钢2-8m九辊不锈钢板材矫直机项目,对设计中的关键技术问题压下规程及机架强度刚度进行了研究。通过查阅相关文献资料,参与完成了设备的设计工作。同时以该设备为对象,从矫直原理出发建立了该矫直机压下规程数学模型,为设备的现场调试和实现自动控制提供了理论依据。本文针对设计中所关心的机架强度刚度问题作了重点研究,运用有限元软件对机架进行了分析,发现原设计机架存在缺陷,提出了改用加强预应力机架的方案,为实际设计采用,避免了重大设备事故的发生。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 矫直机简介
• 1.3 国内外矫直技术研究的现状
• 1.4 辊式矫直机
• 1.4.1 辊式矫直机工作原理
• 1.4.2 辊式矫直机划分种类
• 1.4.3 辊式矫直机结构特点
• 1.5 课题来源
• 1.6 论文研究主要内容
• 第2章 金属条材弹塑性弯曲变形分析
• 2.1 弯曲变形与应力分析
• 2.2 弯曲变形与曲率分析
• 2.2.1 曲率
• 2.2.2 相对曲率
• 2.3 弯曲变形与弯矩分析
• 2.4 曲率方程与挠度分析
• 2.4.1 曲率比方程式
• 2.4.2 压弯挠度比计算
• 2.5 本章小结
• 第3章 压下量与矫直力数学模型的建立
• 3.1 矫直机参数
• 3.2 压下量数学模型的建立
• 3.2.1 设定假设
• 3.2.2 弹复挠度比的确定
• 3.2.3 残余挠度比的确定
• 3.2.4 建立压下量数学模型
• 3.3 上矫直辊倾斜度
• 3.4 压弯挠度模型的建立
• 3.5 矫直力计算
• 3.5.1 矫直力计算传统模型
• 3.5.2 矫直力计算新模型
• 3.6 参数程序化设计
• 3.6.1 软件的选择
• 3.6.2 应用软件功能的实现
• 3.7 本章小结
• 第4章 机架有限元分析
• 4.1 有限单元法与ANSYS Workbench软件简介
• 4.1.1 有限单元法
• 4.1.2 有限元软件简介
• 4.1.3 有限元法与塑性变形
• 4.1.4 有限元技术在矫直领域的应用
• 4.1.5 ANSYS Workbench软件简介
• 4.2 静力学分析基本步骤
• 4.2.1 建立实体模型和设定单元类型
• 4.2.2 定义材料属性
• 4.2.3 划分网格
• 4.2.4 加载载荷和约束
• 4.2.5 机架有限元分析结果
• 4.3 加强机架分析
• 4.4 预应力机架分析
• 4.4.1 预应力机架基本结构
• 4.4.2 立柱和拉杆的选取
• 4.4.3 未工作状态下预应力机架有限元分析
• 4.4.4 工作状态下预应力机架有限元分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢