大型冷轧管机结构设计校核及优化分析

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目大型冷轧管机结构设计校核及优化分析作者姓名庞沙沙学位类别工程硕士指导教师杜凤山教授成海宝高级工程师2015年5月中图分类号：TG333.13学校代码：10216UDC：621.8密级：公开工程硕士学位论文（应用研究型）大型冷轧管机结构设计校核及优化分析硕士研究生：庞沙沙导师：杜凤山教授副导师：成海宝高级工程师申请学位：工程硕士工程领域：机械工程所属单位：机械工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMechanicalMa

2、nufacturingandAutomationSTRUCTUREDESIGNCHECKANDOPTIMIZATIONOFLARGECOLDROLLINGMILLbyPangShashaSupervisor:ProfessorDuFengshanSeniorEngineerChengHaibaoYanshanUniversityJune,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的□士学位论文《大型冷轧管机结构设计校核及优化分析》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成

3、果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《大型冷轧管机结构设计校核及优化分析》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大

4、学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要冷轧管机对管材进行加工的同时能够改善毛管内外表面的尺寸精度及质量，是目前无缝钢管制造的主力设备。冷轧管机机架是轧管机最基础的部件，承受了轧制过程中全部的轧制力。本文在对轧机机架的研究现状及进展进行分析的基础上，对某所LG730大型冷轧管机进行了整机设计校核及机架结构的优化分析。在三维造型软件SolidWorks中

5、建立LG730大型冷轧管机三维模型，以有限元分析软件MSC.marc作为分析工具对轧机进行有限元仿真，以最大轧制力2000t进行加载，得到整机变形及应力分布规律，同时对轧机刚度和机架强度进行校核；然后分别以不同预紧力加载探究预紧力对整机变形及应力分布的影响规律；对机架进行网格细化研究网格数量对分析结果的影响程度，确定分析结果的可行性；研究了整机刚度及机架强度随机架立柱断面积、机架宽度和厚度的变化规律，据此进行优化设计确定合理的机架立柱断面积及宽度厚度值；对机架危险位置的结构进行优化设计，提出优化方案并对比优化前后机架的应力

6、分布变化情况，确定机架危险位置的合理结构设计；提出降低机架重量的结构优化设计方案，并就各方案在降低重量及对系统刚度强度的影响程度方面，确定各方案的可行性及有效性，使设计能够在不降低整机刚度和机架强度的同时实现减重；最后以MSC.fatigue疲劳分析软件为工具，结合疲劳分析理论的知识对机架进行疲劳寿命的预测。关键词：冷轧管机；有限元；预紧力；刚度；强度；优化-I-燕山大学工程硕士学位论文AbstractThepipemilliscurrentlythemainseamlesspipemanufacturingequipme

7、nt,itcanimproveboththedimensionalprecessandthequalitywhileworking.Millframeisthebasiccomponentofthemillandbearsalltheforgingforce.Thestructureofonelargecoldrollingmillisdesignedandcheckedbasedontheanalysisofresearchstatusandprogress,andanalysisofframeoptimizationi

8、salsotaken.The3DmodelofLG730largetuberollingmillisbuiltinthethreedimensionalmodelingsoftwareSolidWorks.Thefiniteelementsimulationofrollingmillistakenwit