液壓擺式剪板機機架有限元分析
剪板機是工業(yè)生產(chǎn)中普通的機械，剪板機性能是受很多因素影響的，機架的結構同樣起到重要作用，機架有限元分析試生產(chǎn)強度保障的必要措施。計算機技術(shù)已經(jīng)被廣泛應用到各個(gè)行業(yè)之中，數控技術(shù)已經(jīng)成為現在機械發(fā)展的重點(diǎn)方向。有限元分析技術(shù)在工程設計和分析中得到了越來(lái)越廣泛的重視和應用，已經(jīng)成為解決復雜工程分析計算問(wèn)題的有效方法，是現代工程分析和設計流程的核心。對冶金機械設備運用有限元方法進(jìn)行靜力學(xué)分析和模態(tài)分析，可為設計和制造提供可靠的數據，具有很大的經(jīng)濟意義和實(shí)用價(jià)值。
剪板機的主要用途是切定尺、切頭、切尾、切邊、切試樣及切除軋件的局部缺陷等。剪板機是軋鋼機械中重要的輔助設備之一，因此剪板機的能力大小，直接影響軋機生產(chǎn)能力能否充分發(fā)揮以及軋制線(xiàn)生產(chǎn)流程的平衡問(wèn)題。 本論文以寶鋼熱軋廠(chǎng)質(zhì)檢站的液壓擺式剪板機為研究對象，對其中的三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析和研究。首先對剪板機的機械結構、液壓系統進(jìn)行技術(shù)方案設計，通過(guò)計算設備的參數，分析比較設備的結構和驅動(dòng)方式，并考慮設備的技術(shù)經(jīng)濟指標，確認剪板機的技術(shù)方案；其次對剪板機機架的受力狀態(tài)運用有限元技術(shù)進(jìn)行計算、分析和優(yōu)化。在軟件中建立剪板機機架的三維實(shí)體模型，并利用有限元分析軟件對其各部位的應力進(jìn)行數值計算，找出薄弱環(huán)節，從受力狀態(tài)和結構兩方面進(jìn)行優(yōu)化，為機架的結構設計和確認提供有力的設計依據。以?xún)?yōu)化后的機架為模型，對其系統進(jìn)行模態(tài)分析，找出其前十階固有頻率和振型，為設備的動(dòng)力學(xué)分析提供數字依據。最后，對剪板機實(shí)際工作時(shí)局部受力點(diǎn)的應力進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試，并對數據進(jìn)行頻譜分析，將測試結果同有限元計算的結果進(jìn)行比較。通過(guò)分析其比較結果得出此種有限元分析方法在冶金工程中應用的可靠性結論。
在測試點(diǎn)上，第一主應力的計算值和測試值吻合的較好，考慮到在計算時(shí)對模型的簡(jiǎn)化、測試可能出現的誤差等因素，其結果較以往經(jīng)驗設計和類(lèi)比設計的計算精度有提高。通過(guò)分析結果可得出以下幾點(diǎn)結論。①采用拋物線(xiàn)型四面體對框架式大型焊接件進(jìn)行單元劃分是合理和可行得；②將焊接件簡(jiǎn)化為一個(gè)實(shí)體零件來(lái)進(jìn)行有限元分析可以滿(mǎn)足工程設計的精度要求，這種方法簡(jiǎn)化了整個(gè)工程的計算量，提高了設計速度；③通過(guò)本課題的實(shí)踐，為冶金行業(yè)中非標機械設備設計提供了一種小成本，并具有可靠性和實(shí)用性的解決方案。
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