基于動靜態(tài)分析的冷連軋機(jī)換輥小車剛度提升的研究.pdf

1、國內(nèi)某鋼鐵冷軋廠換輥小車在換輥過程中由于自身剛度不足，造成換輥小車結(jié)構(gòu)局部變形和磨損，甚至導(dǎo)致?lián)Q輥過程出現(xiàn)不能對接軋機(jī)的情況，嚴(yán)重影響換輥工作的正常進(jìn)行。針對這一問題，在不能完全改變換輥小車結(jié)構(gòu)的情況下，本文通過換輥小車結(jié)構(gòu)的有限元動靜態(tài)分析研究，找出結(jié)構(gòu)剛度的薄弱環(huán)節(jié)，來提升冷連軋機(jī)換輥小車結(jié)構(gòu)剛度，主要研究內(nèi)容如下：
　　第一，研究了換輥小車承載結(jié)構(gòu)（橫移車架和行走大車車架）的靜態(tài)與瞬態(tài)力學(xué)性能，分析了結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。將換輥小

2、車的三維模型在Pro/E軟件中創(chuàng)建，運(yùn)用ANSYS Workbench軟件分析了行走大車結(jié)構(gòu)當(dāng)施加載荷時的應(yīng)力與變形情況，將位于最大應(yīng)力和變形方位確定，并直觀地再現(xiàn)了車架結(jié)構(gòu)應(yīng)力變形分布情況，在此基礎(chǔ)上分析了橫移車架和行走大車結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，并分析橫移車架與行走大車車架的強(qiáng)度與剛度，發(fā)現(xiàn)雖然車架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度符合要求，可是剛度不夠，本部分的研究結(jié)論為車架結(jié)構(gòu)剛度提升及優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　第二，研究了行走大車的靜態(tài)特性。通過A

3、NSYS Workbench有限元仿真分析了行走大車結(jié)構(gòu)在受載情況下的應(yīng)力和變形分布情況，找出了相對應(yīng)的發(fā)生最大應(yīng)力和最大變形的位置，仿真結(jié)果表明行走大車結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，剛度不滿足設(shè)計(jì)要求，未達(dá)到可靠運(yùn)行范圍。行走大車底板前端（推拉車前后移動區(qū)域）有應(yīng)力集中問題的出現(xiàn)，導(dǎo)致這一區(qū)域變形較大，通過對車架的靜力學(xué)性能進(jìn)行分析以后，給出了對應(yīng)的改造意見。
　　第三，對換輥小車進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。首先對行走大車車架和橫移

4、車架進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)，減小軋輥軌道的最大變形，改善應(yīng)力集中情況；然后對橫移車架進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過Pro/E參數(shù)化建模實(shí)現(xiàn)了與ANSYS Workbench之間的參數(shù)傳遞與協(xié)同仿真，運(yùn)用Pro/E和ANSYS Workbench軟件對換輥小車橫移車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以車架靜剛度最大（即最大變形量最?。┖椭亓孔钚閮?yōu)化目標(biāo)，建立了多目標(biāo)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型，對橫移車架橫梁截面高度參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效解決了質(zhì)量和最大變形最小的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)問題