高强度套筒自动送料及成型执行系统关键技术研究

摘要

随着我国建筑业的飞速发展，钢筋混凝土结构在建筑施工项目中被广泛应用。因此钢筋连接技术得到不断的发展，钢筋连接技术的高低直接影响工程项目的质量和效率。钢筋套筒挤压连接是钢筋连接技术中应用比较多的一种连接方式。目前，对直径25mm以上的高强度带肋钢筋套筒挤压连接技术的研究比较少。因此本课题对高强度套筒挤压连接技术中钢筋套筒的自动送料和挤压成型执行系统进行研究，具有较高的工程实际意义。
　　本课题是在钢筋套筒挤压连接生产工艺基础上，利用DEFORM-3D软件对钢筋套筒挤压成型过程进行了模拟仿真，了解钢筋套筒挤压成型的规律。通过分析挤压成型过程中的金属流动规律、应力、应变、载荷和破坏情况，为模具的优化设计提供理论依据。分析了当前国内常见的自动送料系统，针对钢筋和套筒的特点，确定了总体设计方案。对自动送料装置各个机械结构进行了详细设计，并利用UG建立三维模型。采用有限元软件ANSYS Workbench对挤压模具以及自动送料装置中的机械手爪进行静力学分析，以保证满足强度要求;并对双排小链轮和链条进行了模态分析，得到了固有频率和模态振型图，分析得出发生共振的频率范围，使工作频率远离这些频率，可以减少或者避免装置发生共振。
　　本课题试制出的钢筋套筒挤压连接头，通过高速拉伸试验证明，接头具有良好的抗冲击能力。接头的连接强度满足《钢筋机械连接技术规程》中规定的Ⅰ级接头强度标准。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1．1 课题的研究背景

1．1．2 课题意义

1．2．1 钢筋机械连接技术

1．2．2 挤压成型

1．2．3 自动送料

1．3 课题的研究内容

第2章 挤压工艺的分析及挤压模具的设计

2．1 钢筋和套简的材料

2．2 冷挤压变形的三个阶段

2．3 挤压力的分析计算

2．3．1 挤压变形程度的计算

2．3．2 挤压力的计算

2．4 挤压设备的选择

2．5 挤压模具的设计

2．6 本章小结

第3章 成型过程的有限元模拟及接头的力学性能试验

3．1 金属塑性成型有限元基本原理

3．1．1 刚塑性流动理论的基本假设

3．1．2 基本塑性方程和边界条件

3．1．3 刚塑性有限元的变分原理

3．1．4 J2流动理论

3．1．5 弹塑性本构关系

3．2 DEFORM-3D有限元软件简介

3．3．1 数值模型导入及参数设置

3．3．2 材料的本构模型

3．3．3 工件网格划分

3．3．4 模具运动参数设置

3．3．5 模拟控制及对象间关系设置

3．3．6 生成数据库文件

3．4 挤压成型的模拟结果分析

3．4．1 成型过程中的金属流动规律

3．4．2 模具载荷—行程曲线

3．4．3 成型过程中的应力分析

3．4．4 成型过程中的应变分析

3．4．5 成型过程中的破坏分析

3．5 接头的力学性能实验

3．5．1 接头的设计原则和性能等级

3．5．2 高速拉伸试验

3．6 本章小结

第4章 自动送料装置总体方案设计及机械结构设计

4．1 自动送料装置的设计参数

4．2 自动送料装置的总体方案

4．3 自动送料装置输送方案

4．4 自动送料装置动力传动方案

4．5 钢筋输送机构设计

4．6 拨料机构设计

4．7 辊轮传送机构设计

4．8 机械手送料机构设计

4．9 套筒送料机构设计

4．10 卸料机构设计

4．11 本章小结

第5章 力学性能分析及优化处理

5．2 力学性能分析

5．3．1 模具有限元分析

5．3．2 机械手爪有限元分析及优化

5．4 本章小结

第6章 自动送料装置关键零件的模态分析

6．1 ANSYS Workbench模态分析基础

6．2 ANSYS Workbench模态分析过程

6．3 双排小链轮的模态分析

6．4 链条的模态分析

6．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢