剪板機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中普通的機(jī)械，剪板機(jī)性能是受很多因素影響的，機(jī)架的結(jié)構(gòu)同樣起到重要作用，機(jī)架有限元分析試生產(chǎn)強(qiáng)度保障的必要措施。計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各個行業(yè)之中，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)在機(jī)械發(fā)展的重點(diǎn)方向。有限元分析技術(shù)在工程設(shè)計(jì)和分析中得到了越來越廣泛的重視和應(yīng)用，已經(jīng)成為解決復(fù)雜工程分析計(jì)算問題的有效方法，是現(xiàn)代工程分析和設(shè)計(jì)流程的核心。對冶金機(jī)械設(shè)備運(yùn)用有限元方法進(jìn)行靜力學(xué)分析和模態(tài)分析，可為設(shè)計(jì)和制造提供可靠的數(shù)據(jù)，具有很大的經(jīng)濟(jì)意義和實(shí)用價值。
剪板機(jī)的主要用途是切定尺、切頭、切尾、切邊、切試樣及切除軋件的局部缺陷等。剪板機(jī)是軋鋼機(jī)械中重要的輔助設(shè)備之一，因此剪板機(jī)的能力大小，直接影響軋機(jī)生產(chǎn)能力能否充分發(fā)揮以及軋制線生產(chǎn)流程的平衡問題。 本論文以寶鋼熱軋廠質(zhì)檢站的液壓擺式剪板機(jī)為研究對象，對其中的三個關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析和研究。首先對剪板機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)方案設(shè)計(jì)，通過計(jì)算設(shè)備的參數(shù)，分析比較設(shè)備的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動方式，并考慮設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，確認(rèn)剪板機(jī)的技術(shù)方案；其次對剪板機(jī)機(jī)架的受力狀態(tài)運(yùn)用有限元技術(shù)進(jìn)行計(jì)算、分析和優(yōu)化。在軟件中建立剪板機(jī)機(jī)架的三維實(shí)體模型，并利用有限元分析軟件對其各部位的應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，找出薄弱環(huán)節(jié)，從受力狀態(tài)和結(jié)構(gòu)兩方面進(jìn)行優(yōu)化，為機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和確認(rèn)提供有力的設(shè)計(jì)依據(jù)。以優(yōu)化后的機(jī)架為模型，對其系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析，找出其前十階固有頻率和振型，為設(shè)備的動力學(xué)分析提供數(shù)字依據(jù)。最后，對剪板機(jī)實(shí)際工作時局部受力點(diǎn)的應(yīng)力進(jìn)行動態(tài)測試，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，將測試結(jié)果同有限元計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較。通過分析其比較結(jié)果得出此種有限元分析方法在冶金工程中應(yīng)用的可靠性結(jié)論。
在測試點(diǎn)上，第一主應(yīng)力的計(jì)算值和測試值吻合的較好，考慮到在計(jì)算時對模型的簡化、測試可能出現(xiàn)的誤差等因素，其結(jié)果較以往經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和類比設(shè)計(jì)的計(jì)算精度有提高。通過分析結(jié)果可得出以下幾點(diǎn)結(jié)論。①采用拋物線型四面體對框架式大型焊接件進(jìn)行單元劃分是合理和可行得；②將焊接件簡化為一個實(shí)體零件來進(jìn)行有限元分析可以滿足工程設(shè)計(jì)的精度要求，這種方法簡化了整個工程的計(jì)算量，提高了設(shè)計(jì)速度；③通過本課題的實(shí)踐，為冶金行業(yè)中非標(biāo)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)提供了一種小成本，并具有可靠性和實(shí)用性的解決方案。
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