分片式轧机机架分析与等效位移转化方法研究

摘要

轧机伺服液压缸是板带材生产线中最重要的元件之一，其性能直接影响板带材的质量，而闭式机架对轧机伺服液压缸性能测试起到关键作用。轧机伺服液压缸测试时，要求机架应具有足够的强度以及合理的刚度，并且在满足强度和刚度前提下应减小其质量，节约成本。针对当前国内轧机伺服液压缸动态测试中位移测量方法的不足，采用应变位移转化方法，通过测量机架上关键敏感点的应变间接测量出活塞的位移，并采用神经网络加以推广和提高转化精度。
　　首先，对分片式机架建模和装配，采用有限元法对其进行静力学和模态分析。静力学分析得到机架应力应变分布云图，确保了机架在最大载荷作用下不会产生破坏;模态分析得到了各阶固有频率和振型，确保了机架在动态测试中不会产生共振。对主机架进行优化设计，在满足刚度和强度的要求下，减小主机架的质量。
　　其次，针对传统测试中位移测量方法的不足，采用应变位移等效法，通过测量机架上关键敏感点的应变间接获得活塞的位移。制定实验方案，编写控制程序，对该方法进行验证。
　　最后，针对应变位移线性转化方法的不足，采用BP神经网络加以优化，不仅扩大了该方法的使用范围还提高了位移转化的精度。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景

1．2 本课题的研究意义

1．3 液压缸测试现状和研究成果

1．4 本课题研究的内容

第二章 分片式机架静力学分析

2．1 加载机架性能要求

2．2 分片式机架尺寸和三维建模

2．2．1 机架几何尺寸

2．2．2 机架三维模型与装配

2．3 有限元分析前处理

2．3．1 机架网格划分

2．3．2 机架各个零部件间接触关系

2．3．3 机架材料和约束设置

2．4 机架装配体静态仿真

2．4．1 机架强度分析

2．4．2 机架刚度分析

2．5 本章小结

第三章 装配机架模态分析与优化设计

3．1 模态分析

3．1．1 模态分析设置

3．1．2 模态结果分析

3．2 主机架优化设计

3．2．1 优化设计理论

3．2．2 机架优化变量设定

3．2．3 优化设计结果

3．3 本章小结

第四章 轧机伺服液压缸测试

4．1 液压缸测试内容

4．1．1 轧机伺服液压缸测试内容

4．1．2 传统测试中存在的不足

4．2 等效位移转化方法研究

4．2．1 等效位移转化原理

4．2．2 等效位移仿真

4．3 轧机伺服液压缸测试实验

4．3．1 应变测量

4．3．2 LabVIEW测试控制系统

4．3．3 测试操作

4．4 应变位移等效转化

4．4．1 应变位移线性转化

4．4．2 线性转化缺点

4．5 本章小结

第五章 BP神经网络对等效位移转化方法的运用

5．1 神经网络的基本概念

5．1．1 生物神经元结构与特点

5．1．2 人工神经网络模型

5．1．3 神经网络学习方式

5．2 BP神经网络设置

5．2．1 BP神经网络结构分析

5．2．2 数据归一化处理

5．2．3 使用MATLAB实现BP神经网络

5．3 BP神经网络结果分析

5．3．1 神经网络训练结果

5．3．2 神经网络的测试结果

5．4 应变位移等效转换方法的推广应用

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 课题总结

6．2 课题展望

致谢

参考文献

附录1：攻读硕士学位期间发表的论文