tlj400连续挤压机机架的轻量化设计

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1、摘要要机架是连续挤压机上的基础部件，也是极为重要的承载部件。过去一直在用传统的方法设计机架。传统的工程计算采用类比的经验设计方法，在验算机架结构的强度与刚度时，为了可靠起见，常常选择过大的安全系数，造成所设计的机架结构尺寸与重量偏大IlJ。所以，在满足使用要求的前提下，减轻机架的重量显得十分必要，这将可以节省材料、降低能耗和减轻环境污染【2J。本文围绕机架的轻量化这一问题，主要借助有限元分析软件ANSYS展开研究工作。首先，对机架进行受力分析与载荷计算。利用结构力学和理论力学的相关理论完成了受力分析的简化，确定了研究安装于机架上的压紧缸、靴座、挤压轮

2、和压实轮对挤压机机架的作用影响；通过理论分析与计算，得到了机架相应受力区域的载荷大小，同时建立了机架的力学模型，为机架的后续有限元模拟仿真奠定了基础。其次，利用通用有限元分析软件ANSYS对机架进行强度分析。采用实体建模的方式在ANSYS中建立机架的几何模型，进而选取合适的单元与网格划分方法生成机架的有限元模型；通过对有限元模型的计算，掌握了机架的应力分布情况，并完成了机架强度的校核，得出可对机架进行轻量化的结论。接着，在现场对机架进行了应力测试实验。利用DH．5920动态信号测试分析系统采集到挤压机工作时机架的应力曲线；在比较分析了实验结果与有限元

3、模拟结果后，发现实验结果验证了有限元模拟结果的证确性。最后，对机架进行轻量化的结构改进。利用ANSYS中的工具进行多次尝试，最终找到了一个满足要求的最优轻量化方案，可作为以后机架设计的参考。关键词：连续挤压机；机架；有限元分析；轻量化大连交通大学I：学硕十学位论文Abstract·Theframeisafundamentalandaveryimportant·load--carryingcomponenttothecontinuousextrusionmachine．TheconventionalmethodsWereusedtodesignthef

4、lameinthepast．Conventionalengineeringcalculationwascarriedoutinananalogywayfromexperience．Whencheckingthestrengthandtherigidity-oftheflame，thegreatersafetycoefficientwasgenerallychosenconsideringthesafetyfactors．Asaresult，sizeandweightoftheflamestructureweremuchbigger．Therefore

5、，lighteningtheweightoftheframeisobviouslynecessaryunderthepreconditionthattheusagesrequestedaremet．Itcansaverawmaterials，reduceenergyconsumptionanddecreaseenvironmentalpollution．Lightweightdesignoftheframeisthekernelinthisthesis．ThestudyiscardedoutmainlybyANSYS，whichisafiniteel

6、ementanalysissoftware．Firstly，analyzetheforcesandcalculatetheloadsontheflame．Simplifyingtheforces’analysisaccordingtothetheorieswhicharefromstructuremechanicsandtheoreticalmechanics．Compactingcylinder，extrusionshoe，compactingwheelandextrusionwheelarerecognizedasresearchobjects．

7、Theireffectsontheflamearediscussed．Thevalueofloadsonthecorrespondingforcesareasoftheframearegotbytheoreticalanalysisandcalculation．Andthemechanicsmodeloftheframeisbuilt．Alltheworkabovelayafoundationforthefollow—upfiniteelementsimulation．Secondly，strengthanalysisiscarriedoutwith

8、ANSYS．Solidmodellingmethodisusedtobuildageometricmodel