基于ANSYS对950轧机机架有限元分析研究

摘要

950轧钢机为型钢开坯机，机架是轧机的非常重要的零部件，用来安装轧辊辊系和轧辊调整装置，它的结构、受力状况较复杂。在轧制时，机架不仅要承受很大的轧制力，而且在咬钢和抛钢时，还要承受很大的冲击力。因此，对机架的强度、刚度以及振动特性的研究是非常重要的，以保证机架的安全性与稳定性。
　　首先，介绍了有限单元法的一些基本理论和有限元分析软件，在充分了解各分析软件的特点后，结合机架的静力学和动力学分析的具体要求，合理地选择了ANSYS大型有限元分析软件。
　　利用Solid Work软件建立机架的几何模型，然后通过格式转换，将其导入到大型分析软件ANSYS中，对其进行强度和刚度分析，根据应力分析云图，找出机架应力最为集中的部位，根据位移云图，找出机架最为薄弱的部位，然后对其进行强度和刚度校核，验证是否满足要求。
　　利用有限元的方法对机架进行模态分析，提取前十阶的固有频率和其对应的典型振型，分析各阶模态的振型图，找出引起轧机机架振动的主要因素，为以后的同行设计人员以及现场的工作人员提供理论依据。
　　最后，根据应力云图分析，得出压下螺母孔过渡圆弧处是机架应力最为集中的部位，是机架的薄弱环节，应用子模型分析方法对其进行分析、改进，提出改进方案，提高轧机的使用寿命。

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引言

1绪论

1.1课题的来源和研究意义

1.2国内外初轧机发展概况

1.3国内外的研究现状

1.4主要研究内容

2 950轧机简介

2.1 950轧机的结构

2.2 950轧机的技术参数

3有限单元法及ANSYS软件简介

3.1有限单元法简介

3.2分析软件的选取

3.3 ANSYS有限元软件介绍

3.4本章小结

4轧机机架强度和刚度分析

4.1传统轧钢机机架的强度和刚度计算

4.2轧钢机机架强度和刚度有限元分析

4.3本章小结

5轧机机架模态分析

5.1结构动力学分析基本理论

5.2结构动力学计算方法

5.3模态分析

5.4轧机机架有限元模态分析

5.5本章小结

6轧机机架子模型分析及改进方案

6.1压下螺母孔附近的子模型

6.2生成切割边界插值与约束条件

6.3计算结果分析

6.4验证切割边界

6.5改进方案

6.6本章小结

结 论

参考文献

在学研究成果

致谢