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宝钢厚板冷矫直机主传动系统扭振建模及强度分析

作　者: 周玉祥
导　师: 杜国君
学　校: 燕山大学
专　业: 固体力学
关键词: 矫直机固有频率主振型扭矩放大系数花键联轴器有限元法
分类号: TG333.23
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 47次
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内容摘要

矫直在冷轧、热轧、厚板等轧制过程中已成为一道必不可少的工序,矫直机是实现钢板最佳平整度的关键设备之一。在实际矫直生产过程中,保证了钢板的质量。宝钢厚板厂5m宽厚板9辊冷矫直机,是2003年从德国SMS公司引进的最现代化装备之一,于2005年开始调试、试生产。在设备调试、试生产阶段也出现了一些问题,特别是矫直机主传动万向接轴过载损坏,这一直是急需解决的问题。首先,通过物理模型简化,将系统简化为无变形的刚性转子和无惯量的弹性元件,建立了主传动系统扭转振动的力学模型,通过求解动力学方程的特征值问题及转动惯量,获得了系统的固有频率和主振型。研究发现轧机主传动系统扭振固有频率和主振型分布合理,基本满足最佳动力设计准则。其次,基于所建立的扭振模型,采用Matlab软件,研究了系统的动态响应,得到了各轴段的扭矩放大系数(TAF)。最后,利用Ansys软件,对花键和联轴器进行了三维有限元分析。在额定扭矩作用下,找出了最大应力位置,进行了强度校核,为矫直工艺参数的设定、高强度板材矫直能力的确定和设备的合理使用及维护等提供理论依据,做好充分的技术储备。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-17
  1.1 课题背景  10-14
  1.2 现有几种计算方法  14-15
  1.3 本文主要研究内容及课题来源  15-17
第2章冷矫直机主传动系统扭振模型  17-33
  2.1 主传动系统原理简图和力学模型  17-19
  2.2 转动惯量和扭转刚度的计算和等效  19-22
    2.2.1 转动惯量的计算  19-21
    2.2.2 扭转刚度的计算  21-22
  2.3 力学模型中系统参数计算  22-29
  2.4 建立数学模型  29-32
  2.5 本章小结  32-33
第3章传动系统的振动特性以及扭矩放大系数  33-41
  3.1 扭转振动固有频率和主振型计算方法  33-34
  3.2 不考虑阻尼时扭转放大系数的计算  34-38
    3.2.1 加载形式的确定  34-36
    3.2.2 振型的正交性  36
    3.2.3 正则振型矩阵及方程的解耦  36-38
  3.3 考虑阻尼时的计算  38-39
  3.4 本章小结  39-41
第4章传动系统振动特性以及TAF 结果分析  41-51
  4.1 固有频率和主振型的计算结果  41-44
  4.2 全部响应及TAF 的计算结果  44-50
  4.3 本章小结  50-51
第5章联轴器的有限元分析  51-61
  5.1 有限元方法简介  51-53
    5.1.1 有限元法的基本思想  51-52
    5.1.2 接触问题得到有限元分析方法  52-53
  5.2 花键的有限元分析  53-56
    5.2.1 模型的建立  53
    5.2.2 边界条件和载荷的确定  53-55
    5.2.3 接触分析  55
    5.2.4 计算结果  55-56
  5.3 联轴器的有限元分析  56-60
    5.3.1 模型的建立  56-57
    5.3.2 边界条件和载荷的确定  57-58
    5.3.3 接触分析  58
    5.3.4 计算结果  58-60
  5.4 本章小结  60-61
结论  61-62
参考文献  62-66
致谢  66-67
作者简介  67

宝钢厚板冷矫直机主传动系统扭振建模及强度分析

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