平整机牌坊有限元分析.pdf

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1、上海理工大学学报第35卷第6期J．UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyVo1．35No．62013文章编号：1007—6735(2013)06—0603—04平整机牌坊有限元分析关瑞臣，李郝林(上海理工大学机械工程学院，上海200093)摘要：借助有限元分析软件Ansys对平整机牌坊进行弹塑性力学结构分析，得出了在平整过程中牌坊的变形情况与载荷分布等分析结果．通过工程力学的方法对平整机牌坊进行理论计算，并与Ansys分析结果进行比较与分析，完成了牌坊的优化设计．关键词：平整机；牌坊；

2、载荷；有限元分析中图分类号：TG333文献标志码：AFiniteElementAnalysisonSkinPassMillHousingGUANRui．chen，LlHao-lin(CollegeofMechanicalEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Theelasticstructureanalysisonaskinpassmillhousingwascarriedoutbymeansoffi

3、niteelementanalysissoftwareAnsysandthedetailsaboutthedeformationandloaddistributionduringlevelingprocesswereobtained．ThehousingwasanalysedtheoreticallyatthesametimeaccordingtothetheoryofengineeringmechanicsandtheresultswerecomparedwiththosebyAnsysinordertocompletetheop

4、timizationdesignoftheskinpassmillhousing．Keywords：skinpassmill；housing；load；finiteelementanalysis牌坊作为平整机的主要承载零件，承载着平整机所有零件的重力以及平整压力，其尺寸和质量也都1平整机简介是最大的．在平整过程中，带钢作用在轧辊上产生垂直方向的压力和水平方向的张力以及轧辊平衡装置平整机的主要作用：a．使带钢具有一定的机械的作用力等都将由牌坊直接承受，牌坊直接影响着带性能；b．消除带钢的屈服平台；c．改善带钢的板型；钢的平整精度，因此

5、，为了保证正常的轧制，牌坊任意d．生产不同表面粗糙度的带钢．平整机的结构如位置的应力应小于屈服极限，即满足强度要求；牌坊图1所示(见下页)．平整机主要有由牌坊、支承辊的应变应控制在合理的范围内，即满足刚度要求_1]．系、工作辊系、换辊装置及压上装置等机构组成．收稿日期：2013—01—13第一作者：关瑞臣(1988一)，男，硕士研究生．研究方向：机械工程．E—mail：guanruichen@163．COrn通讯作者：李郝林(1961一)，男，教授．研究方向：精密测试技术、精密加工工艺．E-mail：haolin@usst．edu．

6、cn上海理工大学学报2013年第35卷分析无影响的结构，如倒圆、倒角等]．通过SolidWorks软件将其另存为．X—t格式的文件．b．网格划分．为了确保Ansys分析结果的正确性，在进行划分网格时应当保证牌坊模型与实际结构尽可能相同，牌坊的几何尺寸与实际尺寸应相同；应力幅度变化较大的地方或容易发生应力集中的部位如几何尺寸突变处、拐角处等应当对网格进行加密，即采用更小尺寸的单元格．为了更好地揭示牌坊的应力分布和变形程度，在进行网格划分时采用solid45单元，使用自由网格对牌坊进行划分，自动实现对孔及拐角连接处等边界网格的加密，如图

7、2所示．也可以根据需要控制单元格的尺寸]．1．牌坊2．上支承辊衬板3．支承辊轴承座锁紧装置4．工作辊弯辊装置5．压上装置6．轧线调整装置7．上支承辊8．工作辊9．支承辊换辊轨道1O．底板图1平整机整体结构图图2划分网格后的模型Fig．1StructureofskinpassmillFig．2Gridedmodelofhousing某钢厂平整机基本参数：最大穿带速度为c．约束条件．根据牌坊实际结构形式和平整机30m／rain，平整速度为160m／min，带钢厚度为现场的安装情况以及在轧制过程中的实际受力情0．2～1．2mm，带钢宽度为

8、800～1250mm，工作况，选取地脚螺栓处的基础面为刚性约束_4]，牌坊中辊4390／4440，支承辊4710／4760，平整压力为心面处的水平方向位移为0．4000kN．d．载荷施加．在正常轧制过程中，牌坊的受力较为复杂，包括制止