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四辊卷板机基座的有限元分析

更新时间:2009-03-28

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卷板机属于锻压机械八大类产品中的弯曲校正机类[1]。其中四辊卷板机是一种将金属板材弯曲成筒体、锥体、曲面体或其他形体的通用成形设备[2]。其中,基座是卷板机机架的主要承受构件,受力情况复杂,是设计的主要部件之一。为此,利用ANSYS中的Workbench分析软件对W12LSZG-280×3 000四辊卷板机机架基座进行强度和刚度分析,以确保机架的安全性。

先由各评审专家对每份申请书单独审阅,每个申请会分配给至少3位主评审人(Reviewers)进行网评,在会审前3天给出初步分数并准备书面意见供会议讨论时参考。对申请书的评审主要有以下5方面的标准:课题的重要意义、课题的创新性、研究方法与研究目标的符合性、申请人的资格及工作背景、工作条件和学术环境。评审打分采用1~9分制(1分最好,9分最差),获1~3分的都属于优秀, 4~6属于中等,而7分以上则属于较差。

第一,卡钻亦或是掉钻。在器材组装的过程中,钻头与钻杆的安装不牢固。长此以往,施工的时候就会引发卡钻的问题,若强行转动,就会产生掉钻的现象。所以说,在施工建设的过程中,要对施工工具进行及时查看,更换已经破损的零件,确保钻孔灌注桩施工建设的正常运行。

1 W12LSZG-280×3000四辊卷板机机架基座有限元模型的建立

1.1 基座结构分析

W12LSZG-280×3 000四辊卷板机高机架受力近似简化为机身和基座两部分,图1为基座,基座左 、右对称,是以立腹板为核心,将其它构件焊接附着于其上,从而组成由钢板焊接而成空间板壳结构[3]

在过去几十年里,西医西药一直是糖尿病治疗的主导方式,可是西药胰岛素到底给患者带来了什么?药越吃越多,血糖越来越难控制;血糖控制的挺好,可是并发症出现了,而且越来越重;长期服用西药和胰岛素,患者的心肝脾胃肾受到严重损伤,最后把“治病”变成了“致病”。

  

图1 四辊卷板机基座

参考文献

 

表1 四辊卷板机基座材料的性能参数

  

密度ρ/(kg/m3)弹性模量E/GPa泊松比μ抗拉强度σb/MPa屈服强度σs/MPa78502100.3375235

1.2 有限元模型的建立

对W12LSZG-280×3 000四辊卷板机基座进行分析得出以下结论:

  

图2 基座的有限元模型

1.3 载荷的施加

经过对基座结构在预弯工况下进行静力学分析,针对机架基座提出如下改进方案,由于基座是以立腹板为核心,将其他钢板焊接于其上而构成的空间板壳结构,左右对称,所以在板1和板2、板3和板4之间分别加一块相同厚度的板,如图5所示。在加载方式和改进前完全一致的情况下对其进行静力学分析,如图5所示。从图6可得出,改进后基座的最大应力减小为原来的12%,总变形量降低43%。因此,采用以上方案改进是合理的。

  

图3 基座受力分析

1.4 基座的静力学分析

[1] 李 森.四辊卷板机数控系统的设计与研究[D].南京:南京航空航天大学,2012.

  

图4 基座的应力、变形云图

2 基座的改进分析及改进后基座的静力学分析

四辊卷板机基座受到下、侧辊升降油缸的反作用力分别为F1F2F3,如图3所示,经计算可得,下辊对基座的反作用力F1=18 897.5 kN,两侧辊对基座的反作用力为F2=F3=10 563 kN。将F1F2F3以均布载荷的形式施加于图示的三个面上。对基座下底面进行全约束。

  

图5 改进后基座的模型

  

图6 改进后基座的应力、变形云图

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首先在SolidWorks软件中建立卷板机基座的三维模型,在建模过程删除小圆角、倒角等几何特征。将模型导入ANSYS Workbench进行网格划分,默认壳体单元类型为SOLID186,网格尺寸为50 mm,该有限元模型共有110 759个单元,199 561个节点,如图2所示。

(1) 对其进行静力学分析得出:基座的最大等效应力出现在板1和板2之间,其值为45.44 MPa,小于材料的屈服强度235 MPa,该处的总变形量为0.28 mm,满足设计要求。

(1)复习基础知识。教师提问“怎样选水壶”“可以进行哪些相关计算”。(2)设计实验,现场测定实际功率,检验电热水壶是否合格,培养学生实验能力。教师提问“实际烧水为什么会变慢”“有哪些可能性及实际功率变化的原因”。(3)尝试设计有加热、保温功能的电热水壶的多档电路,并相互交流。教师提问“怎样辩证地利用电功率变小这个所谓的‘缺点’”。(4)反馈计算,评估一则电热水壶广告,学会用物理知识破除“权威”,不迷信虚假广告。

(2) 改进后基座的最大应力减小为原来的12%,总变形量降低43%。因此,采用以上方案改进是合理的。

该基座采用Q235B结构钢焊接构件, 基座材料的性能参数如表1所列。

由于卷板机在卷板过程中四个辊的转速相对较低,升降油缸对高机架基座的正压力比较稳定[4],因此采用静力学分析基座在预弯工况下的应力及变形。将计算得到的数据施加于基座,对基座底面采取全约束,计算结果如图4所示。由图4(a)可知,基座的最大等效应力出现在板1和板2之间,其值为45.44 MPa,小于材料的屈服强度235 MPa,该处的总变形量为0.28 mm,满足设计要求。

[2] 徐兆军.四辊卷板机卷制圆筒控制数学模型[J].制造业自动化,2013,39(12):62-64.

[3] 孙廷波.特大型四棍卷板机的研制[D].青岛:中国石油大学,2009.

(5)菌苗基础研究较为落后。从目前的具体实际分析,菌苗生产和使用的菌种都是20世纪60~70年代分离的菌株,由于时间过长,在免疫特性方面与现代流行性的菌株存在一定的差距,会在一定程度上造成免疫失败。

[4] 岳明英.四辊卷板机卷板过程的分析[D].兰州:兰州交通大学,2014.

 
魏晓荣,王荣光
《机械研究与应用》 2018年第02期
《机械研究与应用》2018年第02期文献

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