大型水平下调式三辊卷板机前支撑箱体的结构分析与改进-论文.pdf

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1、文章编号：1672—0121(2014)04—0018—03大型水平下调式三辊卷板机前支撑箱体的结构分析与改进郭屹1I李永堂。付建华。仉志强。韩霄(1．太原科技大学材料科学与工程学院，山西太原030024；2．中北大学机械与动力工程学院，山西太原030051)摘要：以大型水平下调式卷板机前支撑箱体为分析对象，运用ANSYSWORKBENCH软件模拟卷板机最大载荷工况(预弯)下的受力情况，对其结构进行有限元分析。找出箱体的薄弱环节，提出改进的方案和步骤，使得局部应力与变形量得到明显降低。运用ANSYS软件验证方案可行性，为大型卷板机前支撑箱

2、体的结构改进提供理论依据。关键词：机械设计；卷板机；前支撑箱体；ANSYS；应力；结构改进中图分类号：TG333．2+6文献标识码：AO引言2材料的力学特性大型三辊卷板机是将金属、非金属材料板材卷箱体主体材料采制成所需形状的设备，广泛应用于造船、航空、锅炉、用Q235碳素结构钢压力器皿等领域。卷板机的前支撑箱体在卷板机工焊接而成，材料力学作过程中不仅承受液压缸对上辊下压的反作用力，特性如表1所示[3】。还要承受下辊的压力，所以前支撑箱体是大型卷板机的重要构件，其强度和刚度对卷板机的加工过程3箱体的网格划分起到重要作用，直接影响上辊的压下精

3、度。为了提高图1前支撑箱体结构图ANSYSW0RK一卷板机的精度和可靠性，需要对其进行优化处理。表1材料Q235性能参数随着有限元分析技术的发展，通过采用有限元泊松比密度剪切模量屈服极限弹性模量软件对前支撑箱体进行静力学分析，模拟卷板机在p／t·11111G／MPaMPaE}GPa预弯时载荷大、受力不均匀的工况，可以获得支撑箱OI38．1×1047-8×1O23521O体的应力及变形分布图，并根据分析结果对箱体结BENCH的网格划分主要是使用四面体单元和六面构进行改进，优化局部结构缺陷。体单元网，由于箱体的结构复杂，内部有不规则结构，所以

4、选择适应能力更强的四面体单元来划分网1有限元模型的建立格。网格数量主要影响结果精度和计算规模，网格数Pro／E是多功能3D应用软件，集产品设计、零量增加，结果精度一般会随之提高，但当网格数量太件装配、模具开发、参数化设计、产品造型等多功能大时数值计算的累积误差反而会降低计算精度，因为一体『11，可直接与ANSYSWORKBENCH无缝连而需权衡计算规模和网格数量之间的矛盾，在保证接。在建立实体模型时，考虑到箱体的主要结构是由精度要求的前提下，选用适当的网格。箱体划分网格后的节点数为114059个，单元数为26357个。如图2所示。4箱体的

5、约束及载荷前支撑箱体主要结构为焊接钢板结构，承载情况和内部的结构均比较复杂。箱体底部四周由螺栓与地面固定，对箱体下部进行固定约束，约束其自由