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外文翻译--轧钢机机架刚度和强度的有限元分析.doc

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外文翻译--轧钢机机架刚度和强度的有限元分析.doc

轧钢机机架刚度和强度的有限元分析摘要轧机机架载荷条件和结构形式比较复杂,借助大型有限元结构分析软件MSC.MARC。利用有限元分析的手段,对轧机机架进行了弹性力学结构分析,得出了在轧钢载荷下,其变形情况与应力分布等详细、直观的分析结果,弥补了常用材料力学简支梁简化模型分析的不足。关键词:有限单元法;轧机机架;强度分析1前言轧机是轧钢车间的核心设备,轧机机架作为轧钢机的重要部件,是轧钢机中一个主要的非更换的永久性零件。其结构、受力状况及使用工况都比较复杂。轧机机架的变形、刚度和强度直接影响到轧机的工作安全性和所轧制产品的尺寸规格与精度。因此,对轧机进行准确的刚度特性计算和分析具有重要的实际意义。另一方面,在轧机设计阶段,除要确保其使用过程的安全性和合理寿命外,还要考虑到制造工艺的简化和设备成本的降低。为此,在满足轧钢生产工艺要求、保证生产可靠性的前提下,应该尽量简化设计以降低轧机的制造成本。有鉴于此,如何合理可靠地计算其强度和刚度是轧机机架设计时必须加以解决的重要问题。长期以来,机架力学分析的主要方法是基于材料力学的简支梁简化模型。该方法物理意义明确,能够揭示机架的总体变形趋势(如挠度),但不能获得其受力与变形的细节。随着各种新式轧机的不断出现,这种传统力学分析方法已不能满足设计人员对分析机架应力分布与变形细节日益提高的精确化要求。为此,基于连续介质有限元法的现代计算机辅助结构分析技术在机架分析中日益受到重视。本文基于大型结构分析有限元软件MSC.MARC,对一种闭式轧机机架进行了弹性力学结构分析,得出了其在轧钢过程中的变形、应力分布等详细直观的计算结果,为轧机刚度与强度的设计与工程分析提供了科学依据。2闭式机架结构及载荷分布特点按结构不同,机架可分为闭式机架及开式机架两大类。闭式机架可承受较大的轧制压力,变形很小,具有较大的强度和刚度等优点,因而可满足产品尺寸精度的要求,在板坯轧机、板带轧机以及线材和棒材轧机得到广泛应用。按加工及运输条件的不同,机架牌坊有整体式和组合式两种。其中整体闭式铸造机架应用得最为广泛。本计算结构体是一个整体闭式板带轧机机架。其实际厚度和受力分布都存在一定的不均匀性;此外,轧制过程中机架还可能承受横向力的作用。为了简化计算,对其几何结构作了适当简化,如图1所示。即:不计其厚度差异以及受力在厚度方向的不均匀性,按平面应力问题处理;不计横向受力,

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