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卷取机有限元分析与数字化研究

2020-11-30阅读(445)

卷取机有限元分析与数字化研究

论文摘要

卷取机是轧制生产线中极其重要的设备,在带材和线材生产中被广泛应用。卷取机的设计质量直接影响着轧机工作能力的发挥。利用传统设计方法设计卷取机不仅工作量大、设计周期长、设计成本较高,而且卷取机选型缺乏理论依据。随着计算机技术的发展,CAD/CAE/CAM技术的应用越来越广泛。参数化设计的理念深入人心,而有限元方法与计算机技术的结合,为一些传统手段无法解决的问题提供了解决途径。本文首先利用有限元分析软件ABAQUS对常用的两种卷取机——四棱锥式卷取机与斜楔式卷取机进行了力学分析。通过对计算结果的分析,发现四棱锥式卷取机具有更好的工作性能。从而确定了本课题卷取机设计的类型,并为以后的设计工作提供了参考。其次,通过对四棱锥式卷取机主参数的计算,确定了1100双机座可逆式轧机卷取机的设计尺寸。以Pro/E为平台,对卷取机零件进行实体建模,最终完成了虚拟装配,保证了设计的精确性。最后,以Visual C++6.0和Pro/E自带工具包Pro/TOOLKIT为二次开发平台,使用面向对象的方法,对四棱锥式卷取机的主要零部件进行了二次开发,完成了卷取机设计步骤的集成,初步实现了CAD/CAE一体化,并提供系统运行实例。本论文所进行的参数化二次开发提高了卷取机设计工作的效率,保证了设计质量。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1 章 绪论
  • 1.1 冷轧带钢卷取机发展的历史和现状
  • 1.2 课题的研究背景
  • 1.3 CAD 二次开发技术现状
  • 1.4 论文的主要工作内容及意义
  • 第2章 利用ABAQUS 有限元计算对卷取机选型
  • 2.1 卷筒受力分析
  • 2.1.1 选取计算参数
  • 2.1.2 扇形板初步受力分析
  • 2.1.3 卷筒轴初步受力分析
  • 2.2 有限元方法及ABAQUS 软件简介
  • 2.2.1 有限元理论概述
  • 2.2.2 有限元计算方法简介
  • 2.2.3 有限元软件ABAQUS 简介
  • 2.3 计算模型的生成
  • 2.3.1 单元选择
  • 2.3.2 网格剖分
  • 2.3.3 扇形板计算模型的建立
  • 2.3.4 卷筒轴计算模型的建立
  • 2.4 计算结果及分析比较
  • 2.4.1 等效应力结果分析
  • 2.4.2 最大主应力结果分析
  • 2.4.3 最大位移结果分析
  • 2.4.4 模拟结果综合
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 四棱锥式卷取机的设计与实体建模
  • 3.1 卷筒结构参数的确定
  • 3.1.1 设计卷筒外径
  • 3.1.2 设计卷筒长度
  • 3.1.3 设计卷筒棱锥角
  • 3.1.4 设计油缸活塞行程量
  • 3.2 卷取张力的选取
  • 3.3 卷取机传动功率的计算
  • 3.4 卷筒径向压力的计算
  • 3.5 卷筒强度校核
  • 3.6 卷筒液压缸推力拉力计算
  • 3.6.1 卷筒胀开时液压缸推力的计算
  • 3.6.2 卷筒收缩时液压缸拉力的计算
  • 3.7 用 Pro/ENGINEER 建立三维实体模型
  • 3.7.1 Pro/ENGINEER 野火版简介
  • 3.7.2 建立三维实体模型
  • 3.8 本章小结
  • 第4章 Pro/TOOLKIT 程序开发方法
  • 4.1 Pro/TOOLKIT 简介
  • 4.2 创建 Pro/TOOLKIT 应用程序的基本方法
  • 4.2.1 利用Make 文件创建Pro/TOOLKIT 应用程序
  • 4.2.2 利用VC 向导创建Pro/TOOLKIT 应用程序
  • 4.3 用 VC 创建 Pro/TOOLKIT 应用程序的基本框架
  • 4.4 Pro/TOOLKIT 应用程序设计
  • initializ（）和userterminate（）函数'>4.4.1 userinitializ（）和userterminate（）函数
  • 4.4.2 Pro/TOOLKIT 主体部分的调用方法和相关函数
  • 4.5 Pro/TOOLKIT 程序编译和连接设置
  • 4.6 Pro/TOOLKIT 程序注册及运行
  • 4.7 本章小结
  • 第5章 二次开发系统编译及运行
  • 5.1 主参数的设计及计算模块
  • 5.1.1 程序编译
  • 5.1.2 程序应用简介
  • 5.2 主要零件参数化设计计算模块
  • 5.2.1 程序编译
  • 5.2.2 程序应用简介
  • 5.3 ABAQUS 优化
  • 5.4 虚拟装配与干涉检查
  • 5.5 工程图的自动生成
  • 5.6 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间承担科研任务与主要成果
  • 致谢
  • 作者简介

    • 相关论文文献

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